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带你看Go中的并发竞争条件go func()！
后端
2022-11-03 07:56:18
并发竞争条件：并发编程中的隐形杀手
在现代软件开发中，并发编程已成为构建高性能应用程序的关键。通过使用并发任务，我们可以充分利用多核处理器的强大功能，从而显着提高程序的吞吐量和响应能力。然而，并发编程也带来了一个潜在的陷阱：并发竞争条件 。
并发竞争条件：一个定义
当多个并发执行的任务同时访问共享资源时，如果对该共享资源的访问缺乏适当的同步机制，就会产生并发竞争条件。这一疏忽可能导致程序产生不可预期的结果，甚至崩溃。
在Go中的并发竞争条件
在Go语言中，并发竞争条件通常发生在多个goroutine（并发执行的函数）同时访问同一变量时。如果对该变量的访问没有适当的同步保护，则可能导致该变量的值被意外修改，从而引发程序错误。
复现并发竞争条件
以下示例程序演示了在Go中复现并发竞争条件：
package main
import (
"fmt"
"sync"
"time"
)
var counter int
var wg sync.WaitGroup
func main() {
// 创建一个WaitGroup，用于等待所有goroutine结束
wg.Add(10)
// 创建10个goroutine，每个goroutine都对counter变量进行10次递增操作
for i := 0; i < 10; i++ {
go func() {
for j := 0; j < 10; j++ {
counter++
}
wg.Done()
}()
}
// 等待所有goroutine结束
wg.Wait()
// 打印counter变量的值
fmt.Println(counter)
}
运行此程序，您可能会发现counter变量的值不是100，而是小于或大于100。这是因为多个goroutine同时对counter变量进行递增操作，导致该变量的值被意外修改。
解决并发竞争条件
解决并发竞争条件的最常见方法是使用同步机制，例如互斥锁（mutex）、读写锁（rwmutex）和信号量（semaphore）。这些机制允许我们在并发环境中控制对共享资源的访问，从而防止并发竞争条件的发生。
预防并发竞争条件
除了使用同步机制外，还可以采取以下措施来预防并发竞争条件的发生：
- 避免多个goroutine同时访问同一变量。
- 如果必须多个goroutine同时访问同一变量，请使用同步机制来保护对该变量的访问。
- 使用不可变变量。
- 避免在goroutine中使用全局变量。
- 使用channel进行goroutine之间的通信。
结论
并发竞争条件是并发编程中一个常见的陷阱，如果不加以预防和解决，可能导致灾难性的后果。通过理解并发竞争条件的成因、复现方法、解决方法和预防措施，您可以避免此类问题的发生，并构建稳健且高性能的并发应用程序。
常见问题解答
- 什么是互斥锁？
互斥锁是一种同步机制，它允许一次只有一个goroutine访问共享资源。 - 何时使用读写锁？
读写锁是一种同步机制，它允许多个goroutine同时读取共享资源，但一次只有一个goroutine可以写入该资源。 - 为什么应该避免在goroutine中使用全局变量？
全局变量在goroutine之间是共享的，这可能会导致并发竞争条件，因为多个goroutine可以同时修改这些变量。 - 使用channel有哪些好处？
channel是一种通信机制，允许goroutine之间安全地交换数据，同时避免并发竞争条件。 - 如何防止在Go中发生死锁？
死锁是两个或多个goroutine无限期等待彼此释放锁的情况。可以通过小心地获取和释放锁来防止死锁。
