Golang中互斥鎖和讀寫(xiě)互斥鎖原理及示例代碼
互斥鎖
在Golang中,互斥鎖(Mutex)是一種基本的同步原語(yǔ),用于實(shí)現(xiàn)對(duì)共享資源的互斥訪問(wèn)?;コ怄i通過(guò)在代碼中標(biāo)記臨界區(qū)來(lái)控制對(duì)共享資源的訪問(wèn),從而保證同一時(shí)間只有一個(gè) goroutine 可以訪問(wèn)共享資源,避免了并發(fā)訪問(wèn)時(shí)的數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)和不一致性問(wèn)題。
互斥鎖的主要方法包括兩個(gè),分別是 Lock 和 Unlock。Lock 方法用于鎖定共享資源,防止其他 goroutine 訪問(wèn);Unlock 方法則用于解鎖共享資源,允許其他 goroutine 訪問(wèn)。一般來(lái)說(shuō),在使用互斥鎖時(shí),需要先通過(guò) Lock 方法鎖定共享資源,訪問(wèn)共享資源,然后再通過(guò) Unlock 方法解鎖共享資源,讓其他 goroutine 可以訪問(wèn)。
使用互斥鎖的示例代碼
package main import ( "fmt" "sync" ) var count int var mutex sync.Mutex func increment() { mutex.Lock() count++ mutex.Unlock() wg.Done() } func main() { for i := 0; i < 1000; i++ { wg.Add(1) go increment() } wg.Wait() fmt.Println("Final count:", count) }
在上面的示例代碼中,increment函數(shù)是一個(gè)goroutine,它用來(lái)對(duì)count變量進(jìn)行加1操作。在函數(shù)執(zhí)行前通過(guò)mutex.Lock()獲取互斥鎖,在函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后通過(guò)mutex.Unlock()釋放互斥鎖。這樣就保證了同一時(shí)刻只有一個(gè)goroutine可以訪問(wèn)count變量,從而避免了數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)的問(wèn)題。
需要注意的是,在使用互斥鎖時(shí),一定要注意加鎖和解鎖的位置,否則可能會(huì)出現(xiàn)死鎖的問(wèn)題。
讀寫(xiě)互斥鎖
Go語(yǔ)言中的讀寫(xiě)互斥鎖(RWMutex)是一種特殊類型的互斥鎖,它允許多個(gè)協(xié)程同時(shí)讀取某個(gè)共享資源,但在寫(xiě)入時(shí)必須互斥,只能有一個(gè)協(xié)程進(jìn)行寫(xiě)操作。相比互斥鎖,讀寫(xiě)互斥鎖在高并發(fā)讀的場(chǎng)景下可以提高并發(fā)性能,但在高并發(fā)寫(xiě)的場(chǎng)景下仍然存在性能瓶頸。
讀寫(xiě)互斥鎖有兩個(gè)方法:RLock()和RUnlock()。在讀取共享資源時(shí),可以調(diào)用RLock()方法加讀鎖,在讀取完成后,需要調(diào)用RUnlock()方法釋放讀鎖。在寫(xiě)入共享資源時(shí),需要調(diào)用Lock()方法加寫(xiě)鎖,在寫(xiě)入完成后,需要調(diào)用Unlock()方法釋放寫(xiě)鎖。當(dāng)有寫(xiě)鎖或讀寫(xiě)鎖時(shí),不能再加讀鎖或?qū)戞i,直到已經(jīng)釋放了所有鎖。
讀寫(xiě)互斥鎖的示例代碼
package main import ( "fmt" "sync" "time" ) var ( value int rwLock sync.RWMutex waitTime time.Duration = 100 * time.Millisecond ) func readValue() { rwLock.RLock() defer rwLock.RUnlock() time.Sleep(waitTime) fmt.Println("Read value:", value) } func writeValue(val int) { rwLock.Lock() defer rwLock.Unlock() time.Sleep(waitTime) value = val fmt.Println("Write value:", value) } func main() { // 讀操作可以并行執(zhí)行 for i := 0; i < 5; i++ { go readValue() } // 寫(xiě)操作必須等待讀操作全部結(jié)束后才能執(zhí)行 for i := 0; i < 5; i++ { go writeValue(i) } // 等待所有g(shù)oroutine執(zhí)行完畢 time.Sleep(time.Second) }
在這個(gè)示例中,使用了一個(gè)全局變量value來(lái)存儲(chǔ)值,使用了一個(gè)sync.RWMutex類型的變量rwLock來(lái)保護(hù)這個(gè)變量的讀寫(xiě)。在readValue函數(shù)中,首先調(diào)用RLock方法獲取讀鎖,然后等待一段時(shí)間,最后輸出變量value的值。在writeValue函數(shù)中,首先調(diào)用Lock方法獲取寫(xiě)鎖,然后等待一段時(shí)間,將傳入的值賦給變量value,最后輸出變量value的值。
在main函數(shù)中,首先啟動(dòng)5個(gè)goroutine來(lái)執(zhí)行readValue函數(shù),這些goroutine可以并行執(zhí)行。然后啟動(dòng)5個(gè)goroutine來(lái)執(zhí)行writeValue函數(shù),這些goroutine必須等待所有的讀操作完成后才能執(zhí)行,因?yàn)樗鼈冃枰@取寫(xiě)鎖。
需要注意的是,在使用讀寫(xiě)互斥鎖時(shí),必須保證寫(xiě)操作只有一個(gè),否則就會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài),導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題。同時(shí)也需要注意使用鎖的力度,避免鎖的范圍過(guò)大,導(dǎo)致性能下降。
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