答案：Golang中通过container/heap实现优先队列，结合sync.Mutex和sync.Cond保证并发安全，使用goroutine执行任务，构建高效优先级调度器，适用于消息系统等场景。
在 Golang 中构建任务优先级调度器，核心是实现一个并发安全的优先队列，并结合 goroutine 和 channel 进行任务调度。优先级调度器适用于需要按紧急程度或重要性处理任务的场景，比如消息系统、作业调度平台、后台任务处理等。
优先队列的数据结构设计
优先队列通常基于最小堆或最大堆实现。Golang 标准库 container/heap 提供了堆操作接口，我们可以结合它来构建带优先级的任务队列。
定义任务结构体，包含执行函数和优先级字段：
type Task struct { Priority int ExecFunc func()}// 任务切片，实现 heap.Interfacetype PriorityQueue []*Taskfunc (pq PriorityQueue) Len() int { return len(pq) }func (pq PriorityQueue) Less(i, j int) bool { // 最大堆：高优先级（数值小）排前面，若需低数值优先，则用 < return pq[i].Priority < pq[j].Priority}func (pq PriorityQueue) Swap(i, j int) { pq[i], pq[j] = pq[j], pq[i]}func (pq *PriorityQueue) Push(x interface{}) { *pq = append(*pq, x.(*Task))}func (pq *PriorityQueue) Pop() interface{} { old := *pq n := len(old) item := old[n-1] *pq = old[0 : n-1] return item}
并发安全的调度器封装
多个 goroutine 可能同时添加任务或调度执行，因此需要用互斥锁保护优先队列。调度器启动固定数量的工作协程，从队列中取出最高优先级任务执行。
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type Scheduler struct { tasks *PriorityQueue lock sync.Mutex cond *sync.Cond running bool}func NewScheduler() *Scheduler { pq := &PriorityQueue{} heap.Init(pq) s := &Scheduler{ tasks: pq, running: false, } s.cond = sync.NewCond(&s.lock) return s}func (s *Scheduler) AddTask(priority int, exec func()) { s.lock.Lock() defer s.lock.Unlock() heap.Push(s.tasks, &Task{Priority: priority, ExecFunc: exec}) s.cond.Signal() // 唤醒等待的 worker}
调度器启动后，worker 循环等待新任务：
func (s *Scheduler) Start(workers int) { s.running = true for i := 0; i < workers; i++ { go s.worker() }}func (s *Scheduler) worker() { for { s.lock.Lock() for s.tasks.Len() == 0 && s.running { s.cond.Wait() // 阻塞等待新任务 } if !s.running && s.tasks.Len() == 0 { s.lock.Unlock() return } task := heap.Pop(s.tasks).(*Task) s.lock.Unlock() task.ExecFunc() // 执行任务 }}func (s *Scheduler) Stop() { s.lock.Lock() s.running = false s.cond.Broadcast() // 唤醒所有 worker 退出 s.lock.Unlock()}
使用示例与性能考量
以下是一个简单使用示例，提交不同优先级的任务并观察执行顺序：
func main() { scheduler := NewScheduler() defer scheduler.Stop() scheduler.Start(2) // 提交任务：优先级越小，越早执行 scheduler.AddTask(3, func() { fmt.Println("Low priority task") }) scheduler.AddTask(1, func() { fmt.Println("High priority task") }) scheduler.AddTask(2, func() { fmt.Println("Medium priority task") }) time.Sleep(time.Second)}
输出预期：
High priority task
Medium priority task
Low priority task
性能优化建议：
避免频繁加锁：可考虑使用无锁数据结构或分片队列提升高并发吞吐量 任务过多时，定期清理过期任务或支持超时丢弃 可扩展支持周期性任务、延迟执行等高级特性基本上就这些。通过 container/heap + sync.Cond + goroutine 协作，可以高效实现一个轻量级优先级调度器，适合大多数并发任务调度需求。
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