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使goroutine同步的方法总结

程序员文章站 2023-11-02 13:54:04
前言: 在前面并发性能对比的文章中,我们可以看到Golang处理大并发的能力十分强劲,而且开发也特别方便,只需要用go关键字即可开启一个新的协程。 但当多个goroutine同时进行处理的时候,就会遇到同时抢占一个资源的情况(并发都会遇到的问题),所以我们希望某个goroutine等待另一个goro ......

前言:

在前面并发性能对比的文章中,我们可以看到golang处理大并发的能力十分强劲,而且开发也特别方便,只需要用go关键字即可开启一个新的协程。

但当多个goroutine同时进行处理的时候,就会遇到同时抢占一个资源的情况(并发都会遇到的问题),所以我们希望某个goroutine等待另一个goroutine处理完某一个步骤之后才能继续。sync包就是为了让goroutine同步而出现的。当然还可以使用channel实现,这个后面会介绍到。

锁:

锁有两种:互斥锁(mutex)和读写锁(rwmutex)

互斥锁: 当数据被加锁了之后,除次外的其他协程不能对数据进行读操作和写操作。 这个当然能解决并发程序对资源的操作。但是,效率上是个问题,因为当加锁后,其他协程只有等到解锁后才能对数据进行读写操作。

读写锁: 读数据的时候上读锁,写数据的时候上写锁。有写锁的时候,数据不可读不可写。有读锁的时候,数据可读,不可写。

两种锁的使用方式相同,这里就只列出互斥锁的代码:

package main

import (
  "sync"
  "time"
  "fmt"
)

var num = 0

func main ()  {
  mu := &sync.mutex{}
  for i:=0;i<10000;i++ {
    go func(){
      mu.lock()
      defer mu.unlock()
      num += 1
    }()
  }
  time.sleep(time.second)
  fmt.println("num:", num)  // 如果不加锁这里的num的值会是一个随机数而不是10000
}

 

once:

有的时候,我们启动多个相同goroutine,但是里面的某个操作我只希望被执行一次,这个时候once就上场了。

package main


import (
  "fmt"
  "sync"
  "time"
)

func main() {
  var once sync.once
  one := func() {
	fmt.println("just once")
  }

  for i := 0; i < 10; i++ {
	go func(a int) {
	  once.do(one)   // 只是被执行一次
	}(i)
  }
  time.sleep(time.millisecond*200)
}

 

waitgroup:

当某个操作或是某个goroutine需要等待一批goroutine执行完毕以后才继续执行,那么这种多线程(go里面说的线程就是goroutine)等待的问题就可以使用waitgroup了。

代码如下:

package main

import (
	"sync"
	"fmt"
	"time"
)

var waitgroup sync.waitgroup

func main () {
	for i := 0; i < 10; i++ {
		waitgroup.add(1)  // 添加需要等待goroutine的数量
		go func() {
			fmt.println("hehe")
			time.sleep(time.second)
			waitgroup.done() // 减少需要等待goroutine的数量 相当于add(-1)
		} ()
	}

	waitgroup.wait()  // 执行阻塞,直到所有的需要等待的goroutine数量变成0
	fmt.println("over")
}

 

cond:

sync.cond是用来控制某个条件下,goroutine进入等待时期,等待信号到来,然后重新启动。

代码如下:

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)
var locker = new(sync.mutex)
var cond = sync.newcond(locker)

func test(x int) {
	cond.l.lock() //获取锁
	cond.wait()//等待通知 暂时阻塞
	fmt.println(x)
	time.sleep(time.second * 1)
	cond.l.unlock()//释放锁
}
func main() {
	for i := 0; i < 40; i++ {
		go test(i)
	}
	fmt.println("start all")
	time.sleep(time.second * 3)
	fmt.println("signal1")
	cond.signal()   // 下发一个通知随机给已经获取锁的goroutine
	time.sleep(time.second * 3)
	fmt.println("signal2")
	cond.signal()// 下发第二个通知随机给已经获取锁的goroutine
	time.sleep(time.second * 1)  // 在广播之前要等一会,让所有线程都在wait状态
	fmt.println("broadcast")
	cond.broadcast()//下发广播给所有等待的goroutine
	time.sleep(time.second * 60)
}

上面代码有几个要点要特别说明一下:

1. 每个cond都必须有个与之关联的锁  // 见第9行

2. 协程方法里面一开始/结束都必须加/解锁 // 见第12行和16行

3. cond.wait()时会自动解锁,当被唤醒时,又会加上锁。所以第2点提到必须加/解锁。

 

channel

channel不仅可以用来goroutine之间的通信,也可以使goroutine同步完成协作。这点主要基于从channel取数据的时候,会阻塞当前goroutine这个特性。示例代码如下:

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)


var chan1 = make(chan string, 512)

var arr1 = []string{"qq","ww","ee","rr","tt"}

func chantest1() {
	for _, v := range arr1 {
		chan1 <- v
	}
	close(chan1) // 关闭channel
}

func chantest2() {
	for {
		getstr, ok := <- chan1  // 阻塞,直到chan1里面有数据
		if !ok {   // 判断channel是否关闭或者为空
			return
		}
		fmt.println(getstr) // 按数组顺序内容输出
	}
}

func main () {
	go chantest1()
	go chantest2()

	time.sleep(time.millisecond*200)
}