什么是并發(fā)安全？

在高并發(fā)場(chǎng)景下，進(jìn)程、線程（協(xié)程）可能會(huì)發(fā)生資源競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)臟讀、臟寫(xiě)、死鎖等問(wèn)題，為了避免此類問(wèn)題的發(fā)生，就有了并發(fā)安全。

這里舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：

 var data int 
 go func() {
   data++ 
 }() 
 if data == 0 { 
   fmt.Printf("the value is %v.\n", data) 
 }

在這段代碼中

第2行g(shù)o關(guān)鍵字開(kāi)啟了一個(gè)新的協(xié)程，來(lái)執(zhí)行data++操作

第5行，對(duì)data變量進(jìn)行了讀取判斷的操作

以上兩部是由2個(gè)不同線程/協(xié)程運(yùn)行，且沒(méi)有任何措施保證執(zhí)行順序，所以執(zhí)行結(jié)果是不確定的。

• 沒(méi)有輸出。（第3行是在第5行之前執(zhí)行的）
• 輸出 the value is 0。（第5行和第6行在第3行之前執(zhí)行）
• 輸出 the value is 1。（第5行在第3行之前執(zhí)行，但第3行在第6行之前執(zhí)行）

Go如何保證并發(fā)安全

目前了解到的，大概有這3種，Mutex、Channel、Atomic

Mutex

加鎖應(yīng)該是最常見(jiàn)的并發(fā)控制方法，一般分成兩種，樂(lè)觀鎖和悲觀鎖。

鎖是由操作系統(tǒng)的調(diào)度器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，鎖通常用來(lái)保護(hù)一段邏輯，

悲觀鎖

悲觀鎖是一種悲觀思想，它總認(rèn)為最壞的情況可能會(huì)出現(xiàn)。不管意料之外的結(jié)果是否會(huì)發(fā)生，只要存在發(fā)生的可能，就在操作這個(gè)資源之前先上鎖。例如互斥鎖、讀寫(xiě)鎖都是悲觀鎖。

在go中，除了automic，其它都是悲觀鎖

悲觀鎖應(yīng)該都是由操作系統(tǒng)的調(diào)度器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通常用來(lái)保護(hù)一段邏輯，主要是通過(guò)阻塞其它線程，保證當(dāng)前時(shí)刻只有一個(gè)線程在對(duì)資源進(jìn)行操作，因此性能相對(duì)較差，浪費(fèi)了計(jì)算機(jī)多核的優(yōu)勢(shì)。

樂(lè)觀鎖

樂(lè)觀鎖的思想與悲觀鎖的思想相反，它總認(rèn)為資源和數(shù)據(jù)不會(huì)被別人所修改，所以讀取不會(huì)上鎖，但是樂(lè)觀鎖在進(jìn)行寫(xiě)入操作的時(shí)候會(huì)判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)是否被修改過(guò)。

樂(lè)觀鎖的實(shí)現(xiàn)方案主要包含CAS和版本號(hào)機(jī)制。

樂(lè)觀鎖適用于多讀的場(chǎng)景，可以提高吞吐量。

版本號(hào)機(jī)制

通過(guò)在數(shù)據(jù)表中，增加一個(gè)版本號(hào)字段，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生更新時(shí)，版本號(hào)值發(fā)生改變。 例如一個(gè)線程A想要更新變量s的值，在讀取s的值的同時(shí)讀取版本號(hào)，在提交更新時(shí)，用之前讀到的版本號(hào)值與當(dāng)前的版本號(hào)值進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)且僅當(dāng)版本號(hào)值一致時(shí)，才會(huì)觸發(fā)更新，否則不斷進(jìn)行重試，直到更新成功。

CAS

CAS全名為Compare And Swap，即比較與轉(zhuǎn)換，是一種有名的無(wú)鎖算法。在不使用鎖的情況下，實(shí)現(xiàn)多線程之間的變量同步，也就是在沒(méi)有線程被阻塞的情況下實(shí)現(xiàn)變量的同步，所以也叫非阻塞同步，

互斥鎖

GO使用Sync包的Mutex類型來(lái)實(shí)現(xiàn)互斥鎖，它能保證同時(shí)只有一個(gè)goroutine可以訪問(wèn)資源。

func sample() {
	var l sync.Mutex
	l.Lock()
        defer l.Unlock()
	// so something
}

讀寫(xiě)互斥鎖

GO使用Sync包的RWMutex類型來(lái)實(shí)現(xiàn)互斥鎖。當(dāng)我們?nèi)ゲl(fā)的讀取一個(gè)資源，只要數(shù)據(jù)沒(méi)有發(fā)生寫(xiě)入，是沒(méi)必要加鎖的。因此讀多寫(xiě)少的情況下，使用讀寫(xiě)互斥鎖是更好的選擇，性能更好。

讀寫(xiě)鎖分為兩種：讀鎖和寫(xiě)鎖。

當(dāng)一個(gè)goroutine獲取讀鎖之后，其他的goroutine如果是獲取讀鎖可以順利獲得，如果是獲取寫(xiě)鎖就會(huì)等待；

當(dāng)一個(gè)goroutine獲取寫(xiě)鎖之后，其他的goroutine無(wú)論是獲取讀鎖還是寫(xiě)鎖都會(huì)等待。

package main
import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)
var (
	wg     sync.WaitGroup
	rwlock sync.RWMutex
)
func write() {
	rwlock.Lock() // 加寫(xiě)鎖
	time.Sleep(10 * time.Millisecond)
	rwlock.Unlock() // 解寫(xiě)鎖
	wg.Done()
}
func read() {
	rwlock.RLock() // 加讀鎖
	time.Sleep(time.Millisecond)
	rwlock.RUnlock() // 解讀鎖
	wg.Done()
}
func main() {
	start := time.Now()
	//讀多
	for i := 0; i < 1000; i++ {
		wg.Add(1)
		go read()
	}
	//寫(xiě)少
	for i := 0; i < 10; i++ {
		wg.Add(1)
		go write()
	}
	wg.Wait()
	end := time.Now()
	fmt.Println(end.Sub(start))
}

以上就是Go語(yǔ)言開(kāi)發(fā)保證并發(fā)安全實(shí)例詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Go保證并發(fā)安全的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

最新評(píng)論