4.9 sync包 #
本节源码位置 https://github.com/golang-minibear2333/golang/tree/master/4.concurrent/4.9-sync/
4.9.1 sync.Map 并发安全的Map #
反例如下，两个Goroutine分别读写。
func unsafeMap(){
var wg sync.WaitGroup
m := make(map[int]int)
wg.Add(2)
go func() {
defer wg.Done()
for i := 0; i < 10000; i++ {
m[i] = i
}
}()
go func() {
defer wg.Done()
for i := 0; i < 10000; i++ {
fmt.Println(m[i])
}
}()
wg.Wait()
}
执行报错：
0
fatal error: concurrent map read and map write
goroutine 7 [running]:
runtime.throw({0x10a76fa, 0x0})
......
使用并发安全的Map
func safeMap() {
var wg sync.WaitGroup
var m sync.Map
wg.Add(2)
go func() {
defer wg.Done()
for i := 0; i < 10000; i++ {
m.Store(i, i)
}
}()
go func() {
defer wg.Done()
for i := 0; i < 10000; i++ {
fmt.Println(m.Load(i))
}
}()
wg.Wait()
}
- 不需要
make就能使用 - 还内置了
Store、Load、LoadOrStore、Delete、Range等操作方法，自行体验。
4.9.2 sync.Once 只执行一次 #
很多场景下我们需要确保某些操作在高并发的场景下只执行一次，例如只加载一次配置文件、只关闭一次通道等。
init 函数是当所在的 package 首次被加载时执行，若迟迟未被使用，则既浪费了内存，又延长了程序加载时间。
sync.Once 可以在代码的任意位置初始化和调用，因此可以延迟到使用时再执行，并发场景下是线程安全的。
在多数情况下，sync.Once 被用于控制变量的初始化，这个变量的读写满足如下三个条件：
- 当且仅当第一次访问某个变量时，进行初始化（写）；
- 变量初始化过程中，所有读都被阻塞，直到初始化完成；
- 变量仅初始化一次，初始化完成后驻留在内存里。
var loadOnce sync.Once
var x int
for i:=0;i<10;i++{
loadOnce.Do(func() {
x++
})
}
fmt.Println(x)
输出1
4.9.3 sync.Cond 条件变量控制 #
sync.Cond 基于互斥锁/读写锁，它和互斥锁的区别是什么呢？
互斥锁 sync.Mutex 通常用来保护临界区和共享资源，条件变量 sync.Cond 用来协调想要访问共享资源的 goroutine。
也就是在存在共享变量时，可以直接使用sync.Cond来协调共享变量，比如最常见的共享队列，多消费多生产的模式。
我一开始也很疑惑为什么不使用channel和select的模式来做生产者消费者模型（实际上也可以），这一节不是重点就不展开讨论了。
创建实例
func NewCond(l Locker) *Cond
NewCond 创建 Cond 实例时，需要关联一个锁。
广播唤醒所有
func (c *Cond) Broadcast()
Broadcast 唤醒所有等待条件变量 c 的 goroutine，无需锁保护。
唤醒一个协程
func (c *Cond) Signal()
Signal 只唤醒任意 1 个等待条件变量 c 的 goroutine，无需锁保护。
等待
func (c *Cond) Wait()
每个 Cond 实例都会关联一个锁 L（互斥锁 *Mutex，或读写锁 *RWMutex），当修改条件或者调用 Wait 方法时，必须加锁。
举个不恰当的例子，实现一个经典的生产者和消费者模式，但有先决条件：
- 边生产边消费，可以多生产多消费。
- 生产后通知消费。
- 队列为空时，暂停等待。
- 支持关闭，关闭后等待消费结束。
- 关闭后依然可以生产，但无法消费了。
var (
cnt int
shuttingDown = false
cond = sync.NewCond(&sync.Mutex{})
)
cnt为队列，这里直接用变量代替了，变量就是队列长度。shuttingDown消费关闭状态。cond现成的队列控制。
生产者
func Add(entry int) {
cond.L.Lock()
defer cond.L.Unlock()
cnt += entry
fmt.Println("生产咯，来消费吧")
cond.Signal()
}
消费者
func Get() (int, bool) {
cond.L.Lock()
defer cond.L.Unlock()
for cnt == 0 && !shuttingDown {
fmt.Println("未关闭但空了，等待生产")
cond.Wait()
}
if cnt == 0 {
fmt.Println("关闭咯，也消费完咯")
return 0, true
}
cnt--
return 1, false
}
关闭程序
func Shutdown() {
cond.L.Lock()
defer cond.L.Unlock()
shuttingDown = true
fmt.Println("要关闭咯，大家快消费")
cond.Broadcast()
}
主程序
var wg sync.WaitGroup
wg.Add(2)
time.Sleep(time.Second)
go func() {
defer wg.Done()
for i := 0; i < 10; i++ {
go Add(1)
if i%5 == 0 {
time.Sleep(time.Second)
}
}
}()
go func() {
defer wg.Done()
shuttingDown := false
for !shuttingDown {
var cur int
cur, shuttingDown = Get()
fmt.Printf("当前消费 %d, 队列剩余 %d \n", cur, cnt)
}
}()
time.Sleep(time.Second * 5)
Shutdown()
wg.Wait()
- 分别创建生产者与消费者。
- 生产10个，每5个休息1秒。
- 持续消费。
- 主程序关闭队列。
输出
生产咯，来消费吧
当前消费 1, 队列剩余 0
未关闭但空了，等待生产
生产咯，来消费吧
生产咯，来消费吧
当前消费 1, 队列剩余 1
当前消费 1, 队列剩余 0
未关闭但空了，等待生产
生产咯，来消费吧
生产咯，来消费吧
生产咯，来消费吧
当前消费 1, 队列剩余 2
当前消费 1, 队列剩余 1
当前消费 1, 队列剩余 0
未关闭但空了，等待生产
生产咯，来消费吧
生产咯，来消费吧
生产咯，来消费吧
生产咯，来消费吧
当前消费 1, 队列剩余 1
当前消费 1, 队列剩余 2
当前消费 1, 队列剩余 1
当前消费 1, 队列剩余 0
未关闭但空了，等待生产
要关闭咯，大家快消费
关闭咯，也消费完咯
当前消费 0, 队列剩余 0
4.9.4 小结 #
- sync.Map 并发安全的Map。
- sync.Once 只执行一次，适用于配置读取、通道关闭。
- sync.Cond 控制协调共享资源。
