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golang并發鎖使用詳解_Golang

作者：hellowgw ? 更新時間： 2023-06-03 編程語言

如果程序用到的數據是多個groutine之間的交互過程中產生的，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groutine訪問和修改同一個數據，就需要考慮在并發環境下數據一致性的問題，即線程安全問題。

以存錢為例說明一下問題。假設我們發起一個眾籌項目，并發1000個用戶的向一個銀行銀行賬號存錢。

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("當前賬戶余額：", balance)
}

運行結果，正常應該是收到1000元。代碼中使用了&符號傳遞余額變量地址，但是怎么運行結果都不對。這個問題的原因并不是值傳遞還是引用傳遞的問題。而是多groutine并發訪問變量的時候，變量值因為沒有鎖定被多個groutine反復修改所致。比如第一個groutine運行的時候獲取的變量為0，運算之后變量值被回寫為1。但是由于的groutine啟動順序是并不一致，即第200個groutine啟動獲取變量值的時候，第20個groutine剛好運算結束把結果20寫回了變量。那么第200個groutine就拿到變量值20進行了計算了。這就是導致數據丟失的原因。

% go run main.go
當前賬戶余額： 947
% go run main.go
當前賬戶余額： 938
% go run main.go
當前賬戶余額： 948

解決的辦法，就是操作變量的時候加個鎖。每次只允許一個groutine讀寫這個變量，讀寫完成后釋放

互斥鎖 sync.Mutex?

使用sync.Mutex對象，對數據進行加解鎖操作

package main

import (
"fmt"
"sync"
)

var wg sync.WaitGroup

// 聲明一個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("當前賬戶余額：", balance)
}

運行結果，始終與預期一致了

% go run main.go
當前賬戶余額： 1000
% go run main.go
當前賬戶余額： 1000
% go run main.go
當前賬戶余額： 1000

讀寫鎖 sync.RWMutex?

互斥鎖雖然解決了數據一致性的問題，但是在運行過程中進程無論是讀寫要等待解鎖，如果是讀多寫少的場景，那么讀groutine就進行了很多無謂等待。讀寫鎖的應對此類需求就非常合適。讀寫鎖的工作原理是當變量要被變更時，無論讀寫都會block。當數據沒有變更時，只讀操作允許并發進行。

package main

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

var wg sync.WaitGroup

// 聲明一個讀寫鎖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 >開始讀取數據\n", thr)
time.Sleep(time.Millisecond * 1)
fmt.Printf("read-groutine-< %d >完成讀取數據\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("程序運行耗時: ", TimeRange)

}

運行結果，加解鎖寫操作成對出現。說明在寫操作時只有一個groutine在運行，其他groutine被鎖住了。讀操作的加解鎖標記有差距且啟動順序混亂，說明讀的時候是多個groutine并發運行沒有鎖限制。

% go run main.go
write-groutine-< 1 >添加寫鎖
write-groutine-< 1 >解除寫鎖
read-groutine-< 1 >開始讀取數據 # 1號讀groutine開始讀數據
read-groutine-< 7 >開始讀取數據
read-groutine-< 6 >開始讀取數據
read-groutine-< 4 >開始讀取數據
read-groutine-< 0 >開始讀取數據
read-groutine-< 2 >開始讀取數據
read-groutine-< 9 >開始讀取數據
read-groutine-< 8 >開始讀取數據
read-groutine-< 3 >開始讀取數據
read-groutine-< 5 >開始讀取數據
read-groutine-< 0 >完成讀取數據
read-groutine-< 7 >完成讀取數據
read-groutine-< 6 >完成讀取數據
read-groutine-< 4 >完成讀取數據
read-groutine-< 1 >完成讀取數據 # # 1號讀groutine完成讀數據，耗時1ms
read-groutine-< 5 >完成讀取數據
read-groutine-< 9 >完成讀取數據
read-groutine-< 8 >完成讀取數據
read-groutine-< 3 >完成讀取數據
read-groutine-< 2 >完成讀取數據
write-groutine-< 0 >添加寫鎖 # 0號寫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號寫groutine完成寫操作耗時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
程序運行耗時: 45.2403ms

原文鏈接：https://blog.51cto.com/830909/6079481

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