資源競(jìng)爭(zhēng)

channel 常用于并發(fā)通信，要保證并發(fā)安全，主要使用互斥鎖。在并發(fā)的過(guò)程中，當(dāng)一個(gè)內(nèi)存被多個(gè) goroutine 同時(shí)訪問(wèn)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生資源競(jìng)爭(zhēng)的情況。這塊內(nèi)存也可以稱為共享資源。

并發(fā)時(shí)對(duì)于共享資源必然會(huì)出現(xiàn)搶占資源的情況，如果是對(duì)某資源的統(tǒng)計(jì)，很可能就會(huì)導(dǎo)致結(jié)果錯(cuò)誤。為保證只有一個(gè)協(xié)程拿到資源并操作它，可以引入互斥鎖 sync.Mutex。

sync.Mutex

互斥鎖，指的是并發(fā)時(shí)，在同一時(shí)刻只有一個(gè)協(xié)程執(zhí)行某段代碼，其他協(xié)程只有等待該協(xié)程執(zhí)行完成后才能繼續(xù)執(zhí)行。

var (sum int 
 mutex sync.Mutex)
func add(i int){
    mutex.Lock()
    sum+=i
    mute.Unlock()
}

使用 mutex 加鎖保護(hù) sum+ =i 的代碼片段，這樣這個(gè)片段區(qū)就無(wú)法同時(shí)被多個(gè)協(xié)程訪問(wèn)，當(dāng)有協(xié)程進(jìn)入該片段區(qū)，那其他的協(xié)程就只有等待，以此保證臨界區(qū)的并發(fā)安全。

sync.Mutex 只有 Lock()和 Unlock() 方法，它們是成對(duì)存在的，且Lock后一定要執(zhí)行Unlock進(jìn)行釋放鎖。所以可以使用 defer 語(yǔ)句釋放鎖，以保證鎖一定會(huì)被釋放。

func add(i int){
    mutex.Lock()
    defer mutex.Unlock()
    sum += i
}

sync.RWMutex

上面例子是對(duì) sum 寫操作時(shí)使用sync.Mutex 保證并發(fā)安全，當(dāng)多個(gè)協(xié)程進(jìn)行讀取操作時(shí)，避免因并發(fā)產(chǎn)生讀取數(shù)據(jù)不正確，也是可以使用互斥鎖 sync.Mutex。

func getSum(){
    mutex.Lock()
    defer mutex.Unlock()
    b:=sum
    return b
}

多個(gè)協(xié)程 goroutine 同時(shí)讀寫的資源競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題解決，還需要考慮性能問(wèn)題，每次讀寫共享資源都加鎖，也會(huì)導(dǎo)致性能低。

多個(gè)協(xié)程并發(fā)進(jìn)行讀寫時(shí)會(huì)遇到以下情況：

• 寫時(shí)不能同時(shí)讀，易讀到臟數(shù)據(jù)
• 讀時(shí)不能同時(shí)寫，因?yàn)闀?huì)導(dǎo)致結(jié)果不一致
• 讀時(shí)同時(shí)寫，因數(shù)據(jù)不變，無(wú)論多少個(gè) goroutine 讀都是并發(fā)安全

使用讀寫鎖 sync.RWMutex 優(yōu)化代碼：

var mutex sync.RWMutex
func readSum() int {
    mutex.RLock()
    defer mutex.RUnlock()
    b := sum
    return b
}

讀寫鎖的性能比互斥鎖性能好。

sync.WaitGroup

為了能夠監(jiān)聽(tīng)所有的協(xié)程的執(zhí)行，一旦所有的goroutine 都執(zhí)行完成，程序應(yīng)當(dāng)及時(shí)退出節(jié)省時(shí)間提高性能。通過(guò)使用 sync.WaitGroup 來(lái)解決。使用步驟如下：

• 聲明一個(gè) sync.WaitGroup ,通過(guò) add 方法增加計(jì)數(shù)器值，有幾個(gè)協(xié)程就計(jì)算幾個(gè)
• 每個(gè)協(xié)程結(jié)束后就調(diào)用 Done 方法，主要是讓計(jì)數(shù)器減1
• 最后調(diào)用 Wait 方法一直等待，直到計(jì)數(shù)器為 0 時(shí)，所有跟蹤的協(xié)程都執(zhí)行完畢

func run() {
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(100)
    for i := 0; i < 100; i++ {
        go func() {
            defer wg.Done()
            add(10)
        }()
    }
    wg.Wait()
}

通過(guò) sync.WaitGroup 可以很好地跟蹤協(xié)程.

sync.Once

sync.Once 作用是讓代碼只執(zhí)行一次。詳細(xì)使用是調(diào)用方法 once.Do 方法，具體實(shí)現(xiàn)：

func main(){
    var once sync.once
    oneFunc := func(){
        println("once func")
    }
    once.Do(oneFunc)
}

sync.Once 適用于創(chuàng)建某個(gè)對(duì)象的單例、只加載一次的資源等只執(zhí)行一次的場(chǎng)景。

sync.Cond

使用 sync.WaitGroup 主要是控制等待所有的協(xié)程都執(zhí)行完畢，才最終完成。但是當(dāng)遇到場(chǎng)景是，只有等待所有條件都準(zhǔn)備好才開(kāi)始。sync.Cond 相當(dāng)于發(fā)號(hào)施令，只有通知執(zhí)行所有的協(xié)程才可以執(zhí)行，重點(diǎn)是所有協(xié)程需等待喚醒才可以開(kāi)始。

所以 sync.Cond 具有阻塞協(xié)程和喚醒協(xié)程的功能。詳細(xì)的用法：

• 通過(guò) sync.NewCond 函數(shù)生成一個(gè) *sync.Cond，用于阻塞和喚醒協(xié)程
• 調(diào)用 cond.Wait() 方法阻塞當(dāng)前協(xié)程等待，需要注意調(diào)用 cond.Wait() 方法要加鎖
• 調(diào)用 cond.Broadcast() 后所有協(xié)程才開(kāi)始執(zhí)行

func run() {
    cond := sync.NewCond(&sync.Mutex{})
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(101)
    for i := 0; i < 100; i++ {
        go func(num int) {
            defer wg.Done()
            fmt.Println(num, "號(hào)正在 awaiting......")
            cond.L.Lock()
            cond.Wait() //等待所有協(xié)程準(zhǔn)備完成
            fmt.Println(num, "號(hào)開(kāi)始跑……")
            cond.L.Unlock()
        }(i)
    }
    // 等待所有的協(xié)程都進(jìn)入 wait 狀態(tài)
    time.Sleep(2*time.Second)
    go func() {
        defer wg.Done()
        // 所有都準(zhǔn)備完成，開(kāi)始
        cond.Broadcast()
    }()
    // 防止函數(shù)提前返回退出
    wg.Wait()
}