使goroutine同步的方法总结

Posted 2021-01-11 xiaoxlm

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)
}