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數(shù)據(jù)競爭和內(nèi)存重分配Golang slice并發(fā)不安全問題解決

更新時間：2023年10月13日 09:20:31 作者：及爾偕老lp

這篇文章主要為大家介紹了數(shù)據(jù)競爭和內(nèi)存重分配Golang slice并發(fā)不安全問題解決,有需要的朋友可以借鑒參考下,希望能夠有所幫助,祝大家多多進(jìn)步,早日升職加薪

Golang 中的 slice 為什么是并發(fā)不安全的？

一、并發(fā)不安全的

在Go語言中，slice是并發(fā)不安全的，主要有以下兩個原因：數(shù)據(jù)競爭、內(nèi)存重分配。

數(shù)據(jù)競爭：slice底層的結(jié)構(gòu)體包含一個指向底層數(shù)組的指針和該數(shù)組的長度，當(dāng)多個協(xié)程并發(fā)訪問同一個slice時，有可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)競爭的問題。例如，一個協(xié)程在修改slice的長度，而另一個協(xié)程同時在讀取或修改slice的內(nèi)容。

內(nèi)存重分配：在向slice中追加元素時，可能會觸發(fā)slice的擴(kuò)容操作，在這個過程中，如果有其他協(xié)程訪問了slice，就會導(dǎo)致指向底層數(shù)組的指針出現(xiàn)異常。

二、并發(fā)場景

多個協(xié)程同時向 slice 追加元素，會有一部分元素被追加到了舊的底層數(shù)組里，最終 slice 的長度小于目標(biāo)值。

func main() {
    a := make([]int, 0)
    for i := 0; i < 10000; i++ {
        go func(i int) {
            a = append(a, i)
        }(i)
    }
    fmt.Println(len(a)) // 9015 < 10000
}

三、實(shí)現(xiàn) slice 并發(fā)安全

要實(shí)現(xiàn) slice 并發(fā)安全，有兩種方法：加互斥鎖、使用channel串行化操作。

方式一：使用互斥鎖 sync.Mutex

追加元素之前調(diào)用 Lock() 函數(shù)加鎖，追加完后，調(diào)用 Unlock() 解鎖。

func main() {
    var lock sync.Mutex //互斥鎖
    a := make([]int, 0)
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 10000; i++ {
        wg.Add(1)
        go func(i int) {
            defer wg.Done()
            lock.Lock()
            defer lock.Unlock()
            a = append(a, i)
        }(i)
    }
    wg.Wait()
    fmt.Println(len(a))
    // equal 10000
}

最終 slice 的長度等于目標(biāo)值。

方式二：使用channel串行化操作

生產(chǎn)者生產(chǎn)元素，發(fā)送到通道中，消費(fèi)者從通道中接收元素，追加到 slice 中。使用無緩沖通道，接收方、發(fā)送方必須同時存在，負(fù)責(zé)任意一方都會阻塞。

func main() {
    buffer := make(chan int)
    a := make([]int, 0)
    // 消費(fèi)者
    go func() {
        for v := range buffer {
            a = append(a, v)
        }
    }()
    // 生產(chǎn)者
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 10000; i++ {
        wg.Add(1)
        go func(i int) {
            defer wg.Done()
            buffer <- i
        }(i)
    }
    wg.Wait()
    fmt.Println(len(a))
    // equal 10000
}

最終 slice 的長度等于目標(biāo)值。