Go 并發(fā)編程之 Mutex是什么

這篇文章給大家分享的是有關(guān)Go 并發(fā)編程之 Mutex是什么的內(nèi)容。小編覺(jué)得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧。

我們比較常見(jiàn)的大型項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中都會(huì)出現(xiàn)并發(fā)訪問(wèn)問(wèn)題，并發(fā)就是為了解決數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，保證同一個(gè)臨界區(qū)的數(shù)據(jù)只能被一個(gè)線程進(jìn)行操作，日常中使用到的并發(fā)場(chǎng)景也是很多的：

• 計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)器結(jié)果不準(zhǔn)確；
• 秒殺系統(tǒng)：由于同一時(shí)間訪問(wèn)量比較大，導(dǎo)致的超賣(mài)；
• 用戶(hù)賬戶(hù)異常：同一時(shí)間支付導(dǎo)致的賬戶(hù)透支；
• buffer 數(shù)據(jù)異常：更新 buffer 導(dǎo)致的數(shù)據(jù)混亂。

上面都是并發(fā)帶來(lái)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的問(wèn)題，決絕方案就是使用互斥鎖，也就是今天并發(fā)編程中的所要描述的 Mutex 并發(fā)原語(yǔ)。

實(shí)現(xiàn)機(jī)制

互斥鎖 Mutex 就是為了避免并發(fā)競(jìng)爭(zhēng)建立的并發(fā)控制機(jī)制，其中有個(gè)“臨界區(qū)”的概念。

在并發(fā)編程過(guò)程中，如果程序中一部分資源或者變量會(huì)被并發(fā)訪問(wèn)或者修改，為了避免并發(fā)訪問(wèn)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確，這部分程序需要率先被保護(hù)起來(lái)，之后操作，操作結(jié)束后去除保護(hù)，這部分被保護(hù)的程序就叫做臨界區(qū)。

使用互斥鎖，限定臨界區(qū)只能同時(shí)由一個(gè)線程持有，若是臨界區(qū)此時(shí)被一個(gè)線程持有，那么其他線程想進(jìn)入到這個(gè)臨界區(qū)的時(shí)候，就會(huì)失敗或者等待釋放鎖，持有此臨界區(qū)的線程退出，其他線程才有機(jī)會(huì)獲得這個(gè)臨界區(qū)。

go mutex 臨界區(qū)示意圖

Mutex 是 Go 語(yǔ)言中使用最廣泛的同步原語(yǔ)，也稱(chēng)為并發(fā)原語(yǔ)，解決的是并發(fā)讀寫(xiě)共享資源，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng) data race 問(wèn)題。

基本使用

互斥鎖 Mutex 提供了兩個(gè)方法 Lock 和 Unlock：進(jìn)入到臨界區(qū)使用 Lock 方法加鎖，退出臨界區(qū)使用 Unlock 方法釋放鎖。

type Locker interface {
    Lock()
    Unlock()}func(m *Mutex)Lock()func(m *Mutex)Unlock()

當(dāng)一個(gè) goroutine 調(diào)用 Lock 方法獲取到鎖后，其他 goroutine 會(huì)阻塞在 Lock 的調(diào)用上，直到當(dāng)前獲取到鎖的 goroutine 釋放鎖。

接下來(lái)是一個(gè)計(jì)數(shù)器的例子，是由 100 個(gè) goroutine 對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行累加操作，最后輸出結(jié)果：

package mainimport (
    "fmt"
    "sync")func main() {
    var mu sync.Mutex
    countNum := 0

    // 確認(rèn)輔助變量是否都執(zhí)行完成
    var wg sync.WaitGroup    // wg 添加數(shù)目要和 創(chuàng)建的協(xié)程數(shù)量保持一致
    wg.Add(100)
    for i := 0; i < 100; i++ {
        go func() {
            defer wg.Done()
            for j := 0; j < 1000; j++ {
                mu.Lock()
                countNum++
                mu.Unlock()
            }
        }()
    }
    wg.Wait()
    fmt.Printf("countNum: %d", countNum)}

實(shí)際使用

很多時(shí)候 Mutex 并不是單獨(dú)使用的，而是嵌套在 Struct 中使用，作為結(jié)構(gòu)體的一部分，如果嵌入的 struct 有多個(gè)字段，我們一般會(huì)把 Mutex 放在要控制的字段上面，然后使用空格把字段分隔開(kāi)來(lái)。

甚至可以把獲取鎖、釋放鎖、計(jì)數(shù)加一的邏輯封裝成一個(gè)方法。

package mainimport (
    "fmt"
    "sync")// 線程安全的計(jì)數(shù)器type Counter struct {
    CounterType int
    Name        string

    mu    sync.Mutex
    count uint64}// 加一方法func (c *Counter) Incr() {
    c.mu.Lock()
    defer c.mu.Unlock()
    c.count++}// 取數(shù)值方法 線程也需要受保護(hù)func (c *Counter) Count() uint64 {
    c.mu.Lock()
    defer c.mu.Unlock()
    return c.count}func main() {
    // 定義一個(gè)計(jì)數(shù)器
    var counter Counter    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(100)

    for i := 0; i < 100; i++ {
        go func() {
            defer wg.Done()
            for j := 0; j < 1000; j++ {
                counter.Incr()
            }
        }()
    }
    wg.Wait()

    fmt.Printf("%d\n", counter.Count())}

感謝各位的閱讀！關(guān)于Go 并發(fā)編程之 Mutex是什么就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，讓大家可以學(xué)到更多知識(shí)。如果覺(jué)得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到吧！