《Go語言實(shí)戰(zhàn)》讀書筆記爹橱，未完待續(xù)萨螺，歡迎掃碼關(guān)注公眾號
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有并發(fā)吻商，就有資源競爭，如果兩個(gè)或者多個(gè)goroutine在沒有相互同步的情況下糟红，訪問某個(gè)共享的資源艾帐，比如同時(shí)對該資源進(jìn)行讀寫時(shí)，就會(huì)處于相互競爭的狀態(tài)盆偿，這就是并發(fā)中的資源競爭柒爸。
并發(fā)本身并不復(fù)雜，但是因?yàn)橛辛速Y源競爭的問題陈肛，就使得我們開發(fā)出好的并發(fā)程序變得復(fù)雜起來，因?yàn)闀?huì)引起很多莫名其妙的問題兄裂。
package main
import (
"fmt"
"runtime"
"sync"
)
var (
count int32
wg sync.WaitGroup
)
func main() {
wg.Add(2)
go incCount()
go incCount()
wg.Wait()
fmt.Println(count)
}
func incCount() {
defer wg.Done()
for i := 0; i < 2; i++ {
value := count
runtime.Gosched()
value++
count = value
}
}
這是一個(gè)資源競爭的例子句旱，我們可以多運(yùn)行幾次這個(gè)程序阳藻，會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)果可能是2，也可以是3谈撒，也可能是4腥泥。因?yàn)楣蚕碣Y源count變量沒有任何同步保護(hù)，所以兩個(gè)goroutine都會(huì)對其進(jìn)行讀寫啃匿，會(huì)導(dǎo)致對已經(jīng)計(jì)算好的結(jié)果覆蓋妈踊，以至于產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)果猜扮，這里我們演示一種可能，兩個(gè)goroutine我們暫時(shí)稱之為g1和g2。
- g1讀取到count為0伶氢。
- 然后g1暫停了，切換到g2運(yùn)行浪蹂，g2讀取到count也為0萎庭。
- g2暫停，切換到g1光稼，g1對count+1或南，count變?yōu)?。
- g1暫停艾君，切換到g2采够，g2剛剛已經(jīng)獲取到值0，對其+1冰垄，最后賦值給count還是1
- 有沒有注意到蹬癌，剛剛g1對count+1的結(jié)果被g2給覆蓋了，兩個(gè)goroutine都+1還是1
不再繼續(xù)演示下去了播演，到這里結(jié)果已經(jīng)錯(cuò)了冀瓦，兩個(gè)goroutine相互覆蓋結(jié)果。我們這里的runtime.Gosched()是讓當(dāng)前goroutine暫停的意思写烤，退回執(zhí)行隊(duì)列翼闽，讓其他等待的goroutine運(yùn)行，目的是讓我們演示資源競爭的結(jié)果更明顯洲炊。注意感局，這里還會(huì)牽涉到CPU問題，多核會(huì)并行暂衡，那么資源競爭的效果更明顯询微。
所以我們對于同一個(gè)資源的讀寫必須是原子化的，也就是說狂巢，同一時(shí)間只能有一個(gè)goroutine對共享資源進(jìn)行讀寫操作撑毛。
共享資源競爭的問題，非常復(fù)雜唧领，并且難以察覺藻雌，好在Go為我們提供了一個(gè)工具幫助我們檢查雌续，這個(gè)就是go build -race命令。我們在當(dāng)前項(xiàng)目目錄下執(zhí)行這個(gè)命令胯杭，生成一個(gè)可以執(zhí)行文件驯杜，然后再運(yùn)行這個(gè)可執(zhí)行文件，就可以看到打印出的檢測信息做个。
go build -race
多加了一個(gè)-race標(biāo)志鸽心，這樣生成的可執(zhí)行程序就自帶了檢測資源競爭的功能，下面我們運(yùn)行居暖，也是在終端運(yùn)行顽频。
./hello
我這里示例生成的可執(zhí)行文件名是hello，所以是這么運(yùn)行的膝但，這時(shí)候冲九，我們看終端輸出的檢測結(jié)果。
? hello ./hello
==================
WARNING: DATA RACE
Read at 0x0000011a5118 by goroutine 7:
main.incCount()
/Users/xxx/code/go/src/flysnow.org/hello/main.go:25 +0x76
Previous write at 0x0000011a5118 by goroutine 6:
main.incCount()
/Users/xxx/code/go/src/flysnow.org/hello/main.go:28 +0x9a
Goroutine 7 (running) created at:
main.main()
/Users/xxx/code/go/src/flysnow.org/hello/main.go:17 +0x77
Goroutine 6 (finished) created at:
main.main()
/Users/xxx/code/go/src/flysnow.org/hello/main.go:16 +0x5f
==================
4
Found 1 data race(s)
看跟束，找到一個(gè)資源競爭莺奸，連在那一行代碼出了問題，都標(biāo)示出來了冀宴。goroutine 7在代碼25行讀取共享資源value := count,而這時(shí)goroutine 6正在代碼28行修改共享資源count = value,而這兩個(gè)goroutine都是從main函數(shù)啟動(dòng)的灭贷，在16、17行略贮，通過go關(guān)鍵字甚疟。
既然我們已經(jīng)知道共享資源競爭的問題，是因?yàn)橥瑫r(shí)有兩個(gè)或者多個(gè)goroutine對其進(jìn)行了讀寫逃延，那么我們只要保證览妖，同時(shí)只有一個(gè)goroutine讀寫不就可以了，現(xiàn)在我們就看下傳統(tǒng)解決資源競爭的辦法--對資源加鎖揽祥。
Go語言提供了atomic包和sync包里的一些函數(shù)對共享資源同步枷鎖讽膏，我們先看下atomic包。
package main
import (
"fmt"
"runtime"
"sync"
"sync/atomic"
)
var (
count int32
wg sync.WaitGroup
)
func main() {
wg.Add(2)
go incCount()
go incCount()
wg.Wait()
fmt.Println(count)
}
func incCount() {
defer wg.Done()
for i := 0; i < 2; i++ {
value := atomic.LoadInt32(&count)
runtime.Gosched()
value++
atomic.StoreInt32(&count,value)
}
}
留意這里atomic.LoadInt32和atomic.StoreInt32兩個(gè)函數(shù)拄丰，一個(gè)讀取int32類型變量的值府树，一個(gè)是修改int32類型變量的值，這兩個(gè)都是原子性的操作料按，Go已經(jīng)幫助我們在底層使用加鎖機(jī)制奄侠，保證了共享資源的同步和安全，所以我們可以得到正確的結(jié)果载矿，這時(shí)候我們再使用資源競爭檢測工具go build -race檢查垄潮，也不會(huì)提示有問題了。
atomic包里還有很多原子化的函數(shù)可以保證并發(fā)下資源同步訪問修改的問題，比如函數(shù)atomic.AddInt32可以直接對一個(gè)int32類型的變量進(jìn)行修改弯洗，在原值的基礎(chǔ)上再增加多少的功能甫题，也是原子性的，這里不再舉例涂召，大家自己可以試試。
atomic雖然可以解決資源競爭問題敏沉，但是比較都是比較簡單的果正，支持的數(shù)據(jù)類型也有限，所以Go語言還提供了一個(gè)sync包盟迟，這個(gè)sync包里提供了一種互斥型的鎖秋泳，可以讓我們自己靈活的控制哪些代碼，同時(shí)只能有一個(gè)goroutine訪問攒菠，被sync互斥鎖控制的這段代碼范圍迫皱，被稱之為臨界區(qū)，臨界區(qū)的代碼辖众，同一時(shí)間卓起，只能又一個(gè)goroutine訪問。剛剛那個(gè)例子凹炸，我們還可以這么改造戏阅。
package main
import (
"fmt"
"runtime"
"sync"
)
var (
count int32
wg sync.WaitGroup
mutex sync.Mutex
)
func main() {
wg.Add(2)
go incCount()
go incCount()
wg.Wait()
fmt.Println(count)
}
func incCount() {
defer wg.Done()
for i := 0; i < 2; i++ {
mutex.Lock()
value := count
runtime.Gosched()
value++
count = value
mutex.Unlock()
}
}
實(shí)例中，新聲明了一個(gè)互斥鎖mutex sync.Mutex啤它，這個(gè)互斥鎖有兩個(gè)方法奕筐，一個(gè)是mutex.Lock(),一個(gè)是mutex.Unlock(),這兩個(gè)之間的區(qū)域就是臨界區(qū)，臨界區(qū)的代碼是安全的变骡。
示例中我們先調(diào)用mutex.Lock()對有競爭資源的代碼加鎖离赫，這樣當(dāng)一個(gè)goroutine進(jìn)入這個(gè)區(qū)域的時(shí)候，其他goroutine就進(jìn)不來了塌碌，只能等待渊胸，一直到調(diào)用mutex.Unlock() 釋放這個(gè)鎖為止。
這種方式比較靈活誊爹，可以讓代碼編寫者任意定義需要保護(hù)的代碼范圍蹬刷，也就是臨界區(qū)。除了原子函數(shù)和互斥鎖频丘，Go還為我們提供了更容易在多個(gè)goroutine同步的功能办成，這就是通道chan，我們下篇講搂漠。
《Go語言實(shí)戰(zhàn)》讀書筆記迂卢，未完待續(xù)，歡迎掃碼關(guān)注公眾號
flysnow_org，第一時(shí)間看后續(xù)筆記而克。覺得有幫助的話靶壮，順手分享到朋友圈吧，感謝支持员萍。
