golang并發(fā)鎖使用詳解
如果程序用到的數(shù)據(jù)是多個(gè)groutine之間的交互過程中產(chǎn)生的，那么使用上文提到的channel就可以解決了。
如果我們的使用多個(gè)groutine訪問和修改同一個(gè)數(shù)據(jù)，就需要考慮在并發(fā)環(huán)境下數(shù)據(jù)一致性的問題，即線程安全問題。
以存錢為例說明一下問題。假設(shè)我們發(fā)起一個(gè)眾籌項(xiàng)目，并發(fā)1000個(gè)用戶的向一個(gè)銀行銀行賬號(hào)存錢。
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
var wg sync.WaitGroup
func Save(income int, balance *int) {
defer wg.Done()
*balance = *balance + income
}
func main() {
balance := 0
//wg.Add(1000)
for s := 0; s < 1000; s++ {
wg.Add(1)
go Save(1, &balance)
}
wg.Wait()
fmt.Println("當(dāng)前賬戶余額：", balance)
}運(yùn)行結(jié)果，正常應(yīng)該是收到1000元。代碼中使用了&符號(hào)傳遞余額變量地址，但是怎么運(yùn)行結(jié)果都不對(duì)。這個(gè)問題的原因并不是值傳遞還是引用傳遞的問題。而是多groutine并發(fā)訪問變量的時(shí)候，變量值因?yàn)闆]有鎖定被多個(gè)groutine反復(fù)修改所致。比如第一個(gè)groutine運(yùn)行的時(shí)候獲取的變量為0，運(yùn)算之后變量值被回寫為1。但是由于的groutine啟動(dòng)順序是并不一致，即第200個(gè)groutine啟動(dòng)獲取變量值的時(shí)候，第20個(gè)groutine剛好運(yùn)算結(jié)束把結(jié)果20寫回了變量。那么第200個(gè)groutine就拿到變量值20進(jìn)行了計(jì)算了。這就是導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的原因。
% go run main.go 當(dāng)前賬戶余額： 947 % go run main.go 當(dāng)前賬戶余額： 938 % go run main.go 當(dāng)前賬戶余額： 948
解決的辦法，就是操作變量的時(shí)候加個(gè)鎖。每次只允許一個(gè)groutine讀寫這個(gè)變量，讀寫完成后釋放
互斥鎖 sync.Mutex
使用sync.Mutex對(duì)象，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加解鎖操作
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
var wg sync.WaitGroup
// 聲明一個(gè)sync.Mutex 類型
var lk sync.Mutex
func Save(income int, balance *int) {
defer wg.Done()
// 操作前給先加鎖
lk.Lock()
*balance = *balance + income
// 操作后解鎖
lk.Unlock()
}
func main() {
balance := 0
//wg.Add(1000)
for s := 0; s < 1000; s++ {
wg.Add(1)
go Save(1, &balance)
}
wg.Wait()
fmt.Println("當(dāng)前賬戶余額：", balance)
}運(yùn)行結(jié)果，始終與預(yù)期一致了
% go run main.go 當(dāng)前賬戶余額： 1000 % go run main.go 當(dāng)前賬戶余額： 1000 % go run main.go 當(dāng)前賬戶余額： 1000
讀寫鎖 sync.RWMutex
互斥鎖雖然解決了數(shù)據(jù)一致性的問題，但是在運(yùn)行過程中進(jìn)程無論是讀寫要等待解鎖，如果是讀多寫少的場(chǎng)景，那么讀groutine就進(jìn)行了很多無謂等待。讀寫鎖的應(yīng)對(duì)此類需求就非常合適。讀寫鎖的工作原理是當(dāng)變量要被變更時(shí)，無論讀寫都會(huì)block。當(dāng)數(shù)據(jù)沒有變更時(shí)，只讀操作允許并發(fā)進(jìn)行。
package main
import (
"fmt"
"sync"
"time"
)
var wg sync.WaitGroup
// 聲明一個(gè)讀寫鎖sync.RWMutex類型
var lk sync.RWMutex
func Save(thr int, income int, balance *int) {
defer wg.Done()
// 操作前給先加寫鎖
lk.Lock()
fmt.Printf("write-groutine-< %d >添加寫鎖\n", thr)
*balance = *balance + income
time.Sleep(time.Millisecond * 1)
fmt.Printf("write-groutine-< %d >解除寫鎖\n", thr)
// 解除寫鎖
lk.Unlock()
}
func Show(thr int, balance *int) {
defer wg.Done()
//如果使用互斥鎖，即使函數(shù)是只讀操作，也要等待解鎖才可讀取
// 讀取前加讀鎖
lk.RLock()
fmt.Printf("read-groutine-< %d >開始讀取數(shù)據(jù)\n", thr)
time.Sleep(time.Millisecond * 1)
fmt.Printf("read-groutine-< %d >完成讀取數(shù)據(jù)\n", thr)
// 解除讀鎖
lk.RUnlock()
}
func main() {
balance := 0
StartTime := time.Now()
// 寫操作3次
for s := 0; s < 3; s++ {
wg.Add(1)
go Save(s, 1, &balance)
}
// 讀操作10次
for sh := 0; sh < 10; sh++ {
wg.Add(1)
go Show(sh, &balance)
}
wg.Wait()
fmt.Println("最終賬戶余額：", balance)
TimeRange := time.Since(StartTime)
fmt.Println("程序運(yùn)行耗時(shí): ", TimeRange)
}運(yùn)行結(jié)果，加解鎖寫操作成對(duì)出現(xiàn)。說明在寫操作時(shí)只有一個(gè)groutine在運(yùn)行，其他groutine被鎖住了。讀操作的加解鎖標(biāo)記有差距且啟動(dòng)順序混亂，說明讀的時(shí)候是多個(gè)groutine并發(fā)運(yùn)行沒有鎖限制。
% go run main.go write-groutine-< 1 >添加寫鎖 write-groutine-< 1 >解除寫鎖 read-groutine-< 1 >開始讀取數(shù)據(jù) # 1號(hào)讀groutine開始讀數(shù)據(jù) read-groutine-< 7 >開始讀取數(shù)據(jù) read-groutine-< 6 >開始讀取數(shù)據(jù) read-groutine-< 4 >開始讀取數(shù)據(jù) read-groutine-< 0 >開始讀取數(shù)據(jù) read-groutine-< 2 >開始讀取數(shù)據(jù) read-groutine-< 9 >開始讀取數(shù)據(jù) read-groutine-< 8 >開始讀取數(shù)據(jù) read-groutine-< 3 >開始讀取數(shù)據(jù) read-groutine-< 5 >開始讀取數(shù)據(jù) read-groutine-< 0 >完成讀取數(shù)據(jù) read-groutine-< 7 >完成讀取數(shù)據(jù) read-groutine-< 6 >完成讀取數(shù)據(jù) read-groutine-< 4 >完成讀取數(shù)據(jù) read-groutine-< 1 >完成讀取數(shù)據(jù) # # 1號(hào)讀groutine完成讀數(shù)據(jù)，耗時(shí)1ms read-groutine-< 5 >完成讀取數(shù)據(jù) read-groutine-< 9 >完成讀取數(shù)據(jù) read-groutine-< 8 >完成讀取數(shù)據(jù) read-groutine-< 3 >完成讀取數(shù)據(jù) read-groutine-< 2 >完成讀取數(shù)據(jù) write-groutine-< 0 >添加寫鎖 # 0號(hào)寫groutine要等到其他寫鎖釋放，才能添加自己的寫鎖 write-groutine-< 0 >解除寫鎖 # 0號(hào)寫groutine完成寫操作耗時(shí)1ms，寫期間其他groutine掛起 write-groutine-< 2 >添加寫鎖 write-groutine-< 2 >解除寫鎖 最終賬戶余額： 3 程序運(yùn)行耗時(shí): 45.2403ms
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