Go程序可以通过channel在多个goroutine 之间进行数据交换保障了数据正确性,但是channel的内部实现也是各种锁.
在并发环境中可能会出现竞争状态,简称 竞态 ,就是并发程序竞争访问和修改某个共享资源,存在竞态问题的程序会引起潜在问题,在写的程序中药避免出现竞态问题 ,一般竞态问题是不容易发现的,我们需要竞态检测
检测方法
go run -race
-race 参数,是在开始运行对竞争问题分析 package main import ( "fmt" "runtime" "sync" ) var ( // 定义全局变量c c int // 定义全局变量 wg (等待组) wg sync.WaitGroup ) func add(n int) { // 消耗一个等待组计数器 defer wg.Done() for i := 0; i < 2; i++ { // 读取全局变量c 的值 v := c // 退出当前运行的goroutine,给其他goroutine机会 runtime.Gosched() v++ // 给全局变量c赋值 c = v } } func main() { // 增加2个计数器 wg.Add(2) go add(1) go add(2) // 等待知道计数器为0 wg.Wait() fmt.Println("it is over", c) }go run -race main.go
$ go run -race main.go ================== WARNING: DATA RACE Read at 0x000000607318 by goroutine 7: main.add() E:/Go/src/GoNote/chapter9/demo5/main/main.go:21 +0x76 Previous write at 0x000000607318 by goroutine 6: main.add() E:/Go/src/GoNote/chapter9/demo5/main/main.go:26 +0x97 Goroutine 7 (running) created at: main.main() E:/Go/src/GoNote/chapter9/demo5/main/main.go:33 +0x90 Goroutine 6 (finished) created at: main.main() E:/Go/src/GoNote/chapter9/demo5/main/main.go:32 +0x6f ================== it is over 4 Found 1 data race(s) exit status 66检测的结果是发现有1处数据竞态,同时也指出了那些行代码有导致竞态
Found 1 data race(s)
我们可以明确一点就是对于共享资源的读写操作必须是原子画的,同一时刻只有一个goroutine 对共享资源星进行读写操作
Go语言中提供了原子访问 atomic包 ,互斥锁 sync.Mutex 和 等待组 sync.WaiteGroup 等方案,这些也是保障数据正确性的方案.
atomic 文档
原子函数能够以很底层的加锁机制来同步访问整型变量和指针
改写上面的代码
package main import ( "fmt" "runtime" "sync" "sync/atomic" ) var ( // 定义全局变量c c int64 // 定义全局变量 wg (等待组) wg sync.WaitGroup ) func add(n int) { // 消耗一个等待组计数器 defer wg.Done() for i := 0; i < 2; i++ { //AddInt64原子性的将val的值添加到*addr并返回新值。 atomic.AddInt64(&c,1) runtime.Gosched() } } func main() { // 增加2个计数器 wg.Add(2) go add(1) go add(2) // 等待知道计数器为0 wg.Wait() fmt.Println("it is over", c) }atomic 包中有很多的方法,我们就是看看一些简单的使用
package main import ( "fmt" "sync" "sync/atomic" "time" ) var ( s int64 wg sync.WaitGroup ) func DO(flag string) { defer wg.Done() for { fmt.Println(flag) time.Sleep(time.Millisecond * 200) // 原子操作将s的值读取到 if atomic.LoadInt64(&s) == 1 { fmt.Println("goroutine is stop",flag) break } } } func main() { wg.Add(2) go DO("zhangsan") go DO("lisi") time.Sleep(time.Second) fmt.Println("i hope goroutine stop") // 原子操作将 值1 存入s中 atomic.StoreInt64(&s,1) wg.Wait() }互斥锁顾名思义就是相互排斥,简单的理解就是相互排斥,保障同一个时间只能有一个goroutine对共享资源进行操作 ,在上锁和释放锁的代码上创建一个临界区
package main import ( "fmt" "sync" ) var ( wg sync.WaitGroup num int ) func add(n int) { defer wg.Done() num += n } func main() { wg.Add(2) go add(10) go add(100) wg.Wait() fmt.Println("main process is over") }go run -race main.go
main process is over Found 1 data race(s) // 存在竞态问题 exit status 66我们使用互斥锁解决一下
package main import ( "fmt" "sync" ) var ( wg sync.WaitGroup lock sync.Mutex num int ) func add(n int) { defer wg.Done() // 释放锁 defer lock.Unlock() // 加锁 lock.Lock() num += n } func main() { wg.Add(2) go add(10) go add(100) wg.Wait() fmt.Println("main process is over") }go run -race main.go
$ go run -race main.go main process is over // 不存在竞态问题文档中解释如下
WaitGroup用于等待一组线程的结束。父线程调用Add方法来设定应等待的线程的数量。每个被等待的线程在结束时应调用Done方法。同时，主线程里可以调用Wait方法阻塞至所有线程结束。
拥有的方法func (wg *WaitGroup) Add(delta int)添加指定个数的计数器func (wg *WaitGroup) Done()减去一个计数器func (wg *WaitGroup) Wait()进程阻塞直到等待组计数器为0 package main import ( "fmt" "sync" "time" ) var wg sync.WaitGroup func task1(){ defer wg.Done() for i:=0;i<3;i++ { for c:= 'a';c<'a'+26;c++ { fmt.Printf("%c",c) } fmt.Println("") } fmt.Println("task1 is ok") } func task2(){ defer wg.Done() time.Sleep(time.Millisecond*500) fmt.Println("task2 is ok") } func task3(){ defer wg.Done() for i:=0;i<3;i++ { for c:= 'A';c<'A'+26;c++ { fmt.Printf("%c",c) } fmt.Println("") } fmt.Println("task3 is ok") } func main(){ start := time.Now() wg.Add(3) go task1() go task2() go task3() // 阻塞直到计数器为0 wg.Wait() fmt.Println("go go ...") fmt.Println("spend time ",time.Now().Sub(start)) }go run main.go
ABCDEFGHIJKabcLMNOPQRSTUVWXYZdefghijklmnopqrstuvwxyz abcdefghijklmnopqrs ABCDEFGHItuvwxyz abcdefghijklmnopqrsJKLMtuvwxyz task1 is ok NOPQRSTUVWXYZ ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ task3 is ok task2 is ok go go ... spend time 500.7564ms