Go 事件驱动编程：实现一个简单的事件总线-51CTO.COM

前言

在当今微服务和分布式系统盛行的背景下，事件驱动架构（Event-Driven Architecture，EDA）扮演着一个至关重要的角色，此架构的设计使得服务间可以通过事件进行同步或异步通信，替代了传统的直接接口调用。基于事件的交互方式，促进了服务之间的松耦合，提高系统的可扩展性。

发布-订阅模式是实现事件驱动架构的模式之一，它允许系统的不同组件或服务发布事件，而其他组件或服务可以订阅这些事件并根据事件内容进行响应。相信大部分开发者都接触过这一模式，常见的技术实现有消息队列（MQ）和 Redis 发布/订阅（PUB/SUB）功能等。

在 Go 语言中，我们可以利用其强大的 channel 和并发机制来实现发布-订阅模式。本文将深入探讨如何在 Go 中实现一个简单的事件总线，这是发布-订阅模式的具体实现。

准备好了吗？准备一杯你最喜欢的咖啡或茶，随着本文一探究竟吧。

事件总线

事件总线是发布-订阅模式的具体实现，它作为发布者和订阅者的中间件，管理着事件传递与分发，确保事件从发布者顺利地传达到订阅者。

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事件总线的优势主要包括：

解耦：服务间不需要直接通信，而是通过时间进行交互，减少服务间的依赖。
异步处理：事件可以被异步处理，提高系统的响应性和性能。
可扩展性：新的订阅者可以轻松订阅事件，不需要修改现有的发布者代码。
错误隔离：事件处理的失败不会直接影响其他服务的正常运行。

事件总线的代码实现

接下来将介绍如何在 Go 语言中实现一个简单的事件总线，它包含以下关键功能：

发布：允许系统的各个服务发送事件。
订阅：允许感兴趣的服务订阅接收特定类型的事件。
取消订阅：允许各个服务将本身已订阅的事件删除。

项目源码地址：https://github.com/chenmingyong0423/go-eventbus

事件数据结构定义

type Event struct {
    Payload any
}

Event 是一个封装事件的结构体，其中 Payload 为事件的上下文信息，类型是 any。

事件总线定义

type (
    EventChan chan Event
)

type EventBus struct {
    mu    sync.RWMutex
    subscribers map[string][]EventChan
}

func NewEventBus() *EventBus {
    return &EventBus{
        subscribers: make(map[string][]EventChan),
    }
}

EventChan 是一个类型别名，定义为传递 Event 结构体的通道 chan Event。

EventBus 为事件总线的定义，它包含两个属性：

mu：一个读写互斥锁（sync.RWMutex），用于保证下面 subscribers 的并发读写安全。
subscribers：一个映射，键为字符串类型，表示订阅的主题；值为 EventChan 切片类型。该属性用于存储各个主体的所有订阅者，每个订阅者通过 EventChan 接收事件。

NewEventBus 函数用于创建一个新的 EventBus 事件总线。

事件总线的方法实现

事件总线实现了三个方法，分别为发布事件（Publish）和订阅事件（Subscribe）以及取消订阅事件（Unsubscribe）。

Publish 发布事件

func (eb *EventBus) Publish(topic string, event Event) {
	eb.mu.RLock()
	defer eb.mu.RUnlock()
	// 复制一个新的订阅者列表，避免在发布事件时修改订阅者列表
	subscribers := append([]EventChan{}, eb.subscribers[topic]...)
	gofunc() {
		for _, subscriber := range subscribers {
			subscriber <- event
		}
	}()
}

Publish 方法用于发布事件。该方法接收两个参数：topic（主题）和 event （封装事件的对象）。

在 Publish 方法的实现中，首先通过 mu 属性获取读锁，以确保接下来的 subscribers 写操作是协程安全的。然后复制一份当前主题的订阅者列表 subscribers。接下来开启一个新 goroutine，在这个 goroutine 中遍历复制的订阅者列表，将事件通过通道发送给所有订阅者。完成这些操作后，释放读锁。

为什么会复制一个新的订阅者列表？

答：复制订阅者列表是为了在发送事件时保持数据的一致性和稳定性。由于向通道发送数据的操作是在一个新的 goroutine 中进行的，在发送数据时，读锁已经被释放，原来的订阅者列表可能会由于添加或删除订阅者而发生变化。如果直接使用原来的订阅者列表，可能会发生预料之外的错误（如向一个已经关闭的通道发送数据会产生 panic）。

Subscribe 订阅事件

func (eb *EventBus) Subscribe(topic string) EventChan {
	eb.mu.Lock()
	defer eb.mu.Unlock()
	ch := make(EventChan)
	eb.subscribers[topic] = append(eb.subscribers[topic], ch)
	return ch
}

Subscribe 方法用于订阅特定主题的事件。该方法有接收一个 topic 参数，表示希望订阅的主题。通过此方法，可以获得一个 EventChan 通道，用于接收该主题的事件。

在 Subscribe 方法的实现中，首先通过 mu 属性获取写锁，以保证接下来的 subscribers 读写操作是协程安全的；接着创建一个新的 EventChan 通道 ch，将其添加到相应主题的订阅者切片中。完成这些操作后，释放写锁。

Unsubscribe 取消订阅事件

func (eb *EventBus) Unsubscribe(topic string, ch EventChan) {
	eb.mu.Lock()
	defer eb.mu.Unlock()
	if subscribers, ok := eb.subscribers[topic]; ok {
		for i, subscriber := range subscribers {
			if ch == subscriber {
				eb.subscribers[topic] = append(subscribers[:i], subscribers[i+1:]...)
				close(ch)
				// 清空通道
				forrange ch {
				}
				return
			}
		}
	}
}

Unsubscribe 方法用于取消订阅事件。该方法接收两个参数：topic（已订阅的主题）和 ch（被颁发的通道）。

在 Unsubscribe 方法里，首先通过 mu 属性获取写锁，以保证接下来的 subscribers 读写操作是协程安全的；然后检查 topic 主题是否存在对应的订阅者。如果存在，遍历该主题的订阅者切片，找到与 ch 相匹配的通道，将其从订阅者切片里移除并关闭该通道。然后清空通道。完成这些操作后，释放写锁。

使用示例

// https://github.com/chenmingyong0423/blog/blob/master/tutorial-code/go/eventbus/main.go
package main

import (
	"fmt"
	"time"

	"github.com/chenmingyong0423/go-eventbus"
)

func main() {
	eventBus := eventbus.NewEventBus()

	// 订阅 post 主题事件
	subscribe := eventBus.Subscribe("post")

	gofunc() {
		for event := range subscribe {
			fmt.Println(event.Payload)

		}
	}()

	eventBus.Publish("post", eventbus.Event{Payload: map[string]any{
		"postId": 1,
		"title":  "Go 事件驱动编程：实现一个简单的事件总线",
		"author": "陈明勇",
	}})
	// 不存在订阅者的 topic
	eventBus.Publish("pay", eventbus.Event{Payload: "pay"})

	time.Sleep(time.Second * 2)
	// 取消订阅 post 主题事件
	eventBus.Unsubscribe("post", subscribe)
}

扩展建议

本文实现的事件总线较为简单，如果要增强时间总线的灵活性，可靠性和易用性等方面，我们可以考虑扩展它，以下是一些建议：

事件持久化：实现时间的持久化存储功能，确保系统崩溃后可以恢复未处理的事件。
通配符和模式匹配订阅：允许使用通配符或正则表达式来订阅一组相关主题，而不是单个具体的主题。
负载均衡和消息分发策略：在多个订阅者之间分配事件，实现负载均衡。
插件支持：支持通过插件来扩展功能，如日志记录、消息过滤、转换等。

小结

本文深入探讨了在 Go 语言中实现简单事件总线的过程。通过利用 Go 语言的强大特性，如 channel 和并发机制，我们可以轻松地实现发布-订阅模式。

文章从事件总线的优势开始，介绍了其解耦、异步处理、可扩展性和错误隔离等特点。然后详细解释了如何定义事件数据结构和事件总线结构，并实现了发布、订阅和取消订阅事件的方法。最后，提出了一些可能的扩展方向，如事件持久化、通配符订阅、负载均衡和插件支持，以增强事件总线的灵活性和功能性。

通过阅读本文，你可以学会在 Go 语言中实现一个简单但功能强大的事件总线，并根据可能的需求进行扩展。

★项目源码地址：https://github.com/chenmingyong0423/go-eventbus