Go并发之路: 基础基本同步原语解析(一)

后端

2023-11-12 03:45:57

大家好，欢迎来到Go语言并发编程之旅的第一站。在本文中，我们将一起探索并发编程的基础知识，重点关注WaitGroup、Mutex、Locker和RWMutex这四个基本同步原语。

并发编程与基本同步原语

并发编程是一种编程范式，它允许一个程序同时执行多个任务。并发编程通常用于处理多个独立的任务，或者提高程序的性能。在Go语言中，并发编程可以通过创建goroutine来实现。

goroutine是Go语言中的轻量级线程，它与线程非常相似，但它具有更低的开销，并且可以在用户态中创建和调度。goroutine可以并发执行，从而提高程序的效率和性能。

然而，并发编程也带来了一些挑战。由于goroutine可以并发执行，因此很容易发生资源竞争和数据不一致的问题。为了解决这些问题，我们需要使用同步原语来协调goroutine之间的访问。

WaitGroup

WaitGroup是一个用于等待一组goroutine完成执行的同步原语。它可以通过以下方法来使用：

var wg = sync.WaitGroup{}

func main() {
    // 创建一个WaitGroup对象
    wg.Add(2)

    // 创建两个goroutine
    go func() {
        // goroutine 1执行一些任务
        time.Sleep(1 * time.Second)
        wg.Done()
    }()

    go func() {
        // goroutine 2执行一些任务
        time.Sleep(2 * time.Second)
        wg.Done()
    }()

    // 等待两个goroutine完成执行
    wg.Wait()

    // 主goroutine继续执行
}

在上面的示例中，我们创建了一个WaitGroup对象，并将其Add方法增加2，这表示我们需要等待两个goroutine完成执行。然后，我们创建了两个goroutine，每个goroutine执行一些任务并调用wg.Done()方法来通知WaitGroup它已经完成执行。最后，我们使用wg.Wait()方法来等待两个goroutine完成执行。

Mutex

Mutex是一个互斥锁，它允许一次只有一个goroutine访问共享资源。它可以通过以下方法来使用：

var mu = sync.Mutex{}

func main() {
    mu.Lock()

    // 只允许一个goroutine访问共享资源

    mu.Unlock()

    // 其他goroutine可以访问共享资源
}

在上面的示例中，我们创建了一个Mutex对象，并使用它的Lock()方法来获取对共享资源的独占访问权。然后，我们对共享资源进行了一些操作。最后，我们使用mu.Unlock()方法来释放对共享资源的独占访问权，以便其他goroutine可以访问它。

Locker

Locker是一个接口，它定义了锁定和解锁的方法。它可以通过以下方法来使用：

type Locker interface {
    Lock()
    Unlock()
}

func main() {
    var locker Locker = &sync.Mutex{}

    locker.Lock()

    // 只允许一个goroutine访问共享资源

    locker.Unlock()

    // 其他goroutine可以访问共享资源
}

在上面的示例中，我们定义了一个Locker接口，并将其赋值给一个Mutex对象。然后，我们使用locker.Lock()方法来获取对共享资源的独占访问权。然后，我们对共享资源进行了一些操作。最后，我们使用locker.Unlock()方法来释放对共享资源的独占访问权，以便其他goroutine可以访问它。

RWMutex

RWMutex是一个读写锁，它允许多个goroutine同时读取共享资源，但只允许一个goroutine写入共享资源。它可以通过以下方法来使用：

var rwmu = sync.RWMutex{}

func main() {
    rwmu.RLock()

    // 允许多个goroutine同时读取共享资源

    rwmu.RUnlock()

    rwmu.Lock()

    // 只允许一个goroutine写入共享资源

    rwmu.Unlock()

    // 其他goroutine可以读取共享资源
}

在上面的示例中，我们创建了一个RWMutex对象，并使用它的RLock()方法来获取对共享资源的读取访问权。然后，我们对共享资源进行了一些读取操作。最后，我们使用rwmu.RUnlock()方法来释放对共享资源的读取访问权。

我们还使用rwmu.Lock()方法来获取对共享资源的写入访问权。然后，我们对共享资源进行了一些写入操作。最后，我们使用rwmu.Unlock()方法来释放对共享资源的写入访问权，以便其他goroutine可以读取它。