浅析golang是如何实现同步的

2023-05-14 21:05:30 同步 如何实现 浅析

随着开发语言的不断发展,现在越来越多的公司开始采用golang作为其主要的开发语言。由于其高效且并发性好的特点,Golang已经在很多领域发挥了非常重要的作用。但是,在并发处理时,我们不可避免地遇到同步问题,如果这些问题没有得到很好的处理,很有可能就会导致程序出现严重的错误。因此,下面就来介绍一下golang是如何实现同步的。

  1. WaitGroup

WaitGroup 等待一组 goroutine 的结束,它通过一个计数器来实现这个功能,计数器的初始值可以是任意的,当每个 goroutine 完成后会调用 Done 方法使计数器减一,如果计数器的值大于 0,那么 Wait() 方法会一直阻塞,直到计数器值变为 0。

  1. Mutex

Mutex (互斥)主要作用是保证在同一时间里只能有一个 goroutine 可以访问某个共享资源。在 golang 中 Mutex 的定义如下:

type Mutex struct {
    state int32
    sema  uint32
}

state 用来表示锁的状态,如果它的值为 0,表示没有 goroutine 在访问共享资源,如果它的值为 1,表示有一个 goroutine 正在访问共享资源。当一个 goroutine 尝试获取这个锁时,如果 state 值为 0,就直接修改 state 的值为 1,表示该 goroutine 成功获取了锁;如果 state 值为 1,就会调用 futex 等待 state 的值发生变化,直到获取到锁为止。

  1. Cond

Cond 是 golang 中比较重要的同步原语之一,它可以在 goroutine 之间实现事件的通信。Cond 可以用来挂起和恢复 goroutine 的执行,并且能够让 goroutine 等待某个条件的发生,或者在条件满足时通知其他的 goroutine。在 golang 中,Cond 的定义如下:

type Cond struct {
    L Locker
    notify notifyList
    checker copyChecker
}

type notifyList struct {
    // 消息通知队列
    first *notifyListElement
    last  *notifyListElement
}

type notifyListElement struct {
    // 队列member
    // 每个member都持有一个goroutine的信息(Chan),它就是附加的消息通知
    // 在cond.AssociateWait即将信息放入通知队列时,会对通知消息进行复制
    // 在有新的消息到达时,cond.Broadcast会释放锁,并逐个将Chan中的消息进行阻塞的goroutine阻塞唤醒
    chan_ chan<- struct{}
    next  *notifyListElement
}

我们可以使用 Cond 变量的 Wait()、Signal() 和 Broadcast() 三个方法来实现协程间的同步。 Wait() 方法会将当前 goroutine 挂起,并等待别的 goroutine 来发信号;Signal() 方法会唤醒一个正在等待的 goroutine,如果没有正在等待的 goroutine,则 Signal() 方法会直接返回;Broadcast() 方法会唤醒所有正在等待的 goroutine。

以上就是 golang 中实现同步的三种方式:WaitGroup、Mutex 和 Cond。使用它们可以在 golang 中很好地解决并发处理中的同步问题,提高程序的效率和稳定性。当然,在实际的应用中,我们还需要根据具体情况选择最合适的同步方式。

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