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淺談golang并發(fā)操作變量安全的問題

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我就廢話不多說了,大家還是直接看代碼吧~

package main 
import (
	"fmt"
	"time"
	"sync"
	"sync/atomic"
)
 
func main() {
	test1()
	test2()
}
 
func test1() {
	var wg sync.WaitGroup
	count := 0
	t := time.Now()
	for i := 0 ; i  50000 ; i++ {
		wg.Add(1)
		go func(wg *sync.WaitGroup,i int) {
			count++ //count不是并發(fā)安全的
			wg.Done()
		}(wg,i)
	}
 
	wg.Wait()
	fmt.Println(time.Now().Sub(t))
	fmt.Println("count====>",count) //count的值50000
	fmt.Println("exit")
} 
 
func test2() {
	var wg sync.WaitGroup
	count := int64(0)
	t := time.Now()
	for i := 0 ; i  50000 ; i++ {
		wg.Add(1)
		go func(wg *sync.WaitGroup,i int) {
			atomic.AddInt64(count,1) //原子操作
			wg.Done()
		}(wg,i)
	}
 
	wg.Wait()
	fmt.Println(time.Now().Sub(t))
	fmt.Println("count====>",count) //count的值為50000
	fmt.Println("exit")
}

執(zhí)行結(jié)果:

18.0485ms
count====> 46621
exit
16.0418ms
count====> 50000
exit

補(bǔ)充:golang 基于共享變量的并發(fā)

并發(fā)定義:當(dāng)我們沒有辦法自信地確認(rèn)一個(gè)事件是在另一個(gè)事件的前面或者后面發(fā)生的話,就說明x和y這兩個(gè)事件是并發(fā)的。

并發(fā)安全:如果其所有可訪問的方法和操作都是并發(fā)安全的話,那么類型便是并發(fā)安全的。

競爭條件:程序在多個(gè)goroutine交叉執(zhí)行操作時(shí),沒有給出正確的結(jié)果。

只要有

兩個(gè)goroutine并發(fā)訪問

同一變量,且至

少其中的一個(gè)是寫操作的時(shí)候就會發(fā)生數(shù)據(jù)競爭。

數(shù)據(jù)競爭會在兩個(gè)以上的goroutine并發(fā)訪問相同的變量且至少其中一個(gè)為寫操作時(shí)發(fā)生。

第一種:不要去寫變量,變量直接提前初始化。

第二種:多個(gè)只允許一個(gè)goroutine訪問變量,用select來監(jiān)聽操作(go的金句:不要通過共享變量來通信,通過通信(channel)來共享變量)。

第三種:允許過個(gè)goroutine訪問變量,但是同一時(shí)間只允許一個(gè)goroutine訪問。

現(xiàn)在我們來講第三種情況具體操作

golang 我們可以通過channel作為計(jì)量器,可以保證可以有多少個(gè)goroutine可以同時(shí)訪問。make(chan struct{},1),通過寫入讀取用阻塞的方式鎖定住指定的代碼塊的訪問。

var (
sema = make(chan struct{}, 1) // a binary semaphore guarding balance
balance int
)
func Deposit(amount int) {
sema - struct{}{} // acquire token
balance = balance + amount
-sema // release token
}
func Balance() int {
sema - struct{}{} // acquire token
b := balance
-sema // release token
return b
}

可以保證同一時(shí)刻只有一個(gè)goroutine來訪問。

然而我們可以用sync包中的Mutex來實(shí)現(xiàn)上面的功能,那就是:

互斥鎖 sync.Mutex

互斥鎖:保證共享變量不會被并發(fā)訪問。

import "sync"
var (
mu sync.Mutex // guards balance
balance int
)
func Deposit(amount int) {
mu.Lock()
balance = balance + amount
mu.Unlock()
}
func Balance() int {
mu.Lock()
b := balance
mu.Unlock()
return b
}

在Lock和Unlock之間的代碼段中的內(nèi)容goroutine可以隨便讀取或者修改,這個(gè)代碼段叫做臨界區(qū)。

注意:一定要釋放鎖(Unlock),不管任何情況,可以利用defer Mutex.Unlock(),一定要注意go里沒有重入鎖,如果遇到更小原子的操作,考慮分解成不帶鎖功能的小塊函數(shù)

接下來我們將另一種鎖:讀寫鎖sync.RWMutex

很多情況我們需要保證讀的性能,而互斥鎖會短暫的阻止其他的goroutine的運(yùn)行,沒法達(dá)到很好的多并發(fā)效果(多讀單寫),這時(shí)讀寫鎖就可以很好的解決這個(gè)問題。

RLock()和RUnlock()獲取和釋放一個(gè)讀取或者共享鎖。RLock只能在臨界區(qū)共享變量沒有任何寫入操作時(shí)可用。一般來說,我們不應(yīng)該假設(shè)邏輯上的只讀函數(shù)/方法也不會去更新某一些變量。如果沒法確定,那么久使用互斥鎖(Mutex)

最后我們來講下內(nèi)存同步的問題

var x, y int
go func() {
x = 1 // A1
fmt.Print("y:", y, " ") // A2
}()
go func() {
y = 1 // B1
fmt.Print("x:", x, " ") // B2
}()

上面的例子:A1、A2、B1、B2 執(zhí)行循序卻是毫無規(guī)律

在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中可能會有一堆處理器,每一個(gè)都會有其本地緩存(local cache)。為了效率,對內(nèi)存的寫入一般會在每一個(gè)處理器中緩沖,并在必要時(shí)一起flush到主存。這種情況下這些數(shù)據(jù)可能會以與當(dāng)初goroutine寫入順序不同的順序被提交到主存。導(dǎo)致程序運(yùn)行串行了,又同時(shí)串行的代碼訪問了共享變量,盡管goroutine A中一定需要觀察到x=1執(zhí)行成功之后才會去讀取y,但它沒法確保自己觀察得到goroutine B中對y的寫入,所以A還可能會打印出y的一個(gè)舊版的值。

有兩種方法解決:

1.變量限定在goroutine中使用,不訪問共享變量

2.用互斥條件訪問

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn),希望能給大家一個(gè)參考,也希望大家多多支持腳本之家。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教。

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