如果一个程序高并发且多线程运行的话,并且数据不加什么处理就有可能会导致数据错乱,为了让结果和我们预期的相符合,往往我们需要做一些处理来保证数据的正确性,下面就来介绍两种方式:
1) 互斥锁(sync.Mutex)
2) chan(通道)
下面先来看一段代码:
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
var num int
var wg sync.WaitGroup
func add() {
defer wg.Done()
num += 1
}
func main() {
for i := 0; i < 1000; i++ {
wg.Add(1)
go add()
}
wg.Wait()
fmt.Println("num:", num)
}
这段代码同时有1000个协程去调用add()方法
运行结果:
我们发现每次运行结果都不一样(注:如果你是单核CPU将不会出现这个效果),下面先来简单分析下出现这种现象的原因:在多核的系统中,这1000个协程被分配到多个线程里面运行,那么就有可能是并行运行的,比如当前的num=987,后面两个线程同时执行那么结果就是988,但是这不是我们想要的结果,我们想要的是999。那如何解决了,其实小伙伴们应该很容易就会想到,就是我们让num +=1 这个代码同时只让一个线程(这里表现为协程)运行就好了。下面来看改进版的:
** 使用互斥锁
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
var num int
var mtx sync.Mutex
var wg sync.WaitGroup
func add() {
mtx.Lock()
defer mtx.Unlock()
defer wg.Done()
num += 1
}
func main() {
for i := 0; i < 1000; i++ {
wg.Add(1)
go add()
}
wg.Wait()
fmt.Println("num:", num)
}
这段代码在num += 1 这段代码前加了一个互斥锁,那么其他程序想要再次执行num += 1 就会被阻塞起来直到锁被释放,这样就保证了数据不丢失。下面来看下多次运行的结果:
我们发现每次运行的结果都是1000,那么问题就解决了。
** 使用chan
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
var num int
func add(h chan int, wg *sync.WaitGroup) {
defer wg.Done()
h <- 1
num += 1
<-h
}
func main() {
ch := make(chan int, 1)
wg := &sync.WaitGroup{}
for i := 0; i < 100; i++ {
wg.Add(1)
go add(ch, wg)
}
wg.Wait()
fmt.Println("num:", num)
}
运行结果:
我们发现结果也是正确的。
两种方式的对比
- channel 本质上是一个MessageQueue,主要用于协程之间消息的传递,虽然也可以拿来当互斥锁(但是正常还是应该让mutex做)
- channel成本更高,channel内部有Mutex,因为它本身属于共享变量,还有一些唤醒协程的一些操作等,比如:因读阻塞的goroutine会被向channel写入数据的goroutine唤醒
但是Mutex内部就简单得多,仅仅是锁住资源,为了更好的理解这一点,笔者在这里简单的分析下channel和Mutex两种数据结构:
channel内部是使用一个hchan的一个结构:
//path:src/runtime/chan.go
type hchan struct {
qcount uint // 当前队列列中剩余元素个数
dataqsiz uint // 环形队列长度,即可以存放的元素个数
buf unsafe.Pointer // 环形队列列指针
elemsize uint16 // 元素的大小
closed uint32 // 标识关闭状态
elemtype *_type // 元素类型
sendx uint // 队列下标,指示元素写入时存放到队列列中的位置 x
recvx uint // 队列下标,指示元素从队列列的该位置读出
recvq waitq // 等待读消息的goroutine队列
sendq waitq // 等待写消息的goroutine队列
lock mutex // 互斥锁,chan不允许并发读写
}
从这里我们可以看出channel 里面不只有互斥锁,还有元素类型,大小,goroutine队列等等,比起当个mutex 外多了很多其他的字段,channel具体的工作方式,笔者在这里就不详细展示了。
总结一点:channel 做互斥锁有点大柴小用的感觉。哈哈,说得不对的地方欢迎小伙伴们指出来
有疑问加站长微信联系(非本文作者)