Golang并发编程中的数据竞争和资源竞争-Golang

首页 2024-07-03 17:46:19

有很多数据竞争 goroutine 并在没有同步保护的情况下访问共享数据。解决方案包括使用互斥锁和读写锁。资源竞争是多个 goroutine 通过资源限额、并发队列和死锁检测，可以解决争夺稀缺资源的问题。实际案例提供了线程安全计数器和并发队列共享资源的使用示例。

Go 语言并发编程中的数据竞争和资源竞争

简介

数据竞争和资源竞争是并发编程中常见的错误来源，如果解决不当，就会导致难以调试的问题。本文将讨论如何 Go 识别和解决语言中的这些问题，并提供实际的战斗案例来加深理解。

数据竞争

立即学习“go语言免费学习笔记(深入)；

数据竞争是指多个 goroutine 没有同步保护，并发访问共享数据，导致数据不一致。例如：

var counter int

func incrementCounter() {
    counter  
}

func decrementCounter() {
    counter--
}

func main() {
    waitGroup := new(sync.WaitGroup)
    waitGroup.Add(2)

    go func() {
        for i := 0; i < 100; i   {
            incrementCounter()
        }
        waitGroup.Done()
    }()

    go func() {
        for i := 0; i < 100; i   {
            decrementCounter()
        }
        waitGroup.Done()
    }()

    waitGroup.Wait()
    fmt.Println(counter) // 输出可以是任意值
}

这个例子中，counter 变量在多个 goroutine 共享，但在没有同步的情况下并发访问，可能导致数据竞争。

解决方法：

使用互斥锁（sync.Mutex）：互斥锁允许只允许一次 goroutine 访问共享数据，防止数据竞争。
使用读写锁（sync.RWMutex）：读写锁将锁分为读写锁，允许多个锁 goroutine并发读取共享数据，同时只能由一个将数据写入goroutine。

资源争用

资源争用是指多个 goroutine 竞争相同的有限资源，如 CPU 时间或内存会导致性能下降。例如：

var channel = make(chan int, 1)

func sendChannelData() {
    for {
        channel <- 1
    }
}

func receiveChannelData() {
    for {
        <-channel
    }
}

func main() {
    go sendChannelData()
    go receiveChannelData()
}

在这个例子中，两个 goroutine 同一通道的竞争写入和读取 channel。这会导致 goroutine 交替执行，性能明显下降。

解决方法：

资源使用限额：限制每个限额 goroutine 或者可以使用线程的资源量。
使用并发队列：使用并发队列管理共享资源的访问，例如 sync.Pool 或 channels，确保公平访问。
使用死锁检测：在 Go 可以用于语言 runtime.GOMAXPROCS 函数和 runtime.NumGoroutine 检测和避免死锁的函数。

实战案例

共享资源的线程安全计数器

import (
    "sync/atomic"
)

type ThreadsafeCounter struct {
    value int64
}

func (c *ThreadsafeCounter) Increment() {
    atomic.Addint64(&c.value, 1)
}

func (c *ThreadsafeCounter) Decrement() {
    atomic.Addint64(&c.value, -1)
}

func (c *ThreadsafeCounter) Value() int64 {
    return atomic.LoadInt64(&c.value)
}

共享资源使用并发队列

import (
    "sync"
    "container/list"
)

type ConcurrentQueue struct {
    items *list.List
    lock  sync.Mutex
}

func NewConcurrentQueue() *ConcurrentQueue {
    return &ConcurrentQueue{
        items: list.New(),
    }
}

func (q *ConcurrentQueue) Push(item interface{}) {
    q.lock.Lock()
    defer q.lock.Unlock()
    q.items.PushBack(item)
}

func (q *ConcurrentQueue) Pop() (item interface{}, ok bool) {
    q.lock.Lock()
    defer q.lock.Unlock()
    if q.items.Len() > 0 {
        item = q.items.Remove(q.items.Front())
        return item, true
    }
    return nil, false
}

以上是golang并发编程中数据竞争和资源竞争的详细内容。请关注其他相关文章！

阅读全文

上一篇：Golang并发编程中的数据同步和互斥锁-Golang
下一篇：一键掌控，安全下载，远程监控无忧之选！

Golang并发编程中的数据竞争和资源竞争-Golang

首页 2024-07-03 17:46:19

最新文章

相关文章