golang sync模块

sync.Mutex/RWMutex

• channel一般用于解决逻辑层面的并发处理，而锁用来保护局部变量的数据安全
  

• 重复加锁会引发死锁,重复解锁会引发panic

• sync.Mutex作为参数时的时候需要传指针，不然就是拷贝，会引起加锁失败

• 作为嵌入类型时应该嵌入指针

  • 因为调用值接受者的方法是拷贝

type data struct {
    sync.Mutex
}

func (d data) test(s string) {
    d.Lock()
    defer d.Unlock()
    for i :=0; i < 3; i++ { 
       fmt.Println(s) 
       time.Sleep(time.Second)   
    }
}

// 调用
var d data
go func() {d.test("read")}()
go func() {d.test("write")}()

// 输出：write和read交替输出，并没有实现加锁
// 改为指针接受者或者指针内嵌可以解决该锁失效问题

sync.WaitGroup

• 适合实现一对多的 goroutine 协作流程
• sync.waitGroup作为参数时，应该传入指针,或者 Done()方法
• 计数器的值不能小于0, 这样会引发一个 panic
  • 不适当地调用这类值的Done方法和Add方法都会如此

func main() {
  var wg sync.WaitGroup
  wg.Add(2)
  go f(&wg)
  go g(wg.Done)
  wg.Wait()
}

func f(wg *sync.WaitGroup) {
   defer wg.Done()
  //do something
}

func g(done func()) {
	defer done()
    //do something
}

sync.Map

• 内置map多线程不安全，多个线程同时写入map会panic

  • 并且该panic不能被recover

• 解决方案

  • 使用sync.RWMutex加锁
    • 不推荐,锁消耗较大
  • 使用线程安全的 sync.Map
    • 适合读多写少
    • 用空间换时间，内存占用较大
    • 算法复杂度与map类型一样都是O(1)
  • 使用 concurrent map
    • 适合读写都频繁
    • 分段加锁map
    • 例如： https://github.com/orcaman/concurrent-map

• sync.Map的键和值的类型都是interface{}
  • 由于这些键值的实际类型只有在程序运行期间才能够确定，所以无法在编译期对它们进行检查
  • 键类型不能是函数类型、字典类型和切片类型
  • 不正确的键值实际类型会引发 panic

实现原理

• 本身确实也用到了锁，但是，它会尽可能地避免使用锁
• sync.Map类型在内部使用了大量的原子操作来存取键和值，并使用了两个原生的map作为存储介质
• 这两个原生字典一个被称为只读字典，另一个被称为脏字典
  • 空间换时间。通过冗余的两个数据结构(read、dirty),实现加锁对性能的影响
  • 使用只读数据(read)，避免读写冲突
  • 动态调整，miss次数多了之后，将dirty数据提升为read
  • 延迟删除。 删除一个键值只是打标记，只有在提升dirty的时候才清理删除的数据
  • 优先从read读取、更新、删除，因为对read的读取不需要锁

sync.Once

• sync.Once只计算Do被调用的次数，而不是调用传入Do的唯一函数的次数

sync.Pool

• 复用对象，例如切片等
• 对象的缓存有效期为下一次GC之前
  • 生命周期受 GC 影响，不适合于做连接池等

sync.Cond

• 条件变量并不是被用来保护临界区和共享资源的，它是用于控制想要访问共享资源线程的顺序
  • 当共享资源的状态发生变化时，它可以被用来通知被互斥锁阻塞的线程
• 条件变量是基于互斥锁或读写锁的，必须有他们的支持才能够起作用
• 参考：https://www.kancloud.cn/mutouzhang/go/596828

sync/atomic

• 执行速度要比其他的同步工具快得多，通常会高出好几个数量级
• 但由于原子操作函数只支持非常有限的数据类型，所以在很多应用场景下，互斥锁往往是更加适合的
  • 操作系统层面只对针对二进制位或整数的原子操作提供了支持
    • 因为原子操作不能被中断，所以它需要足够简单，并且要求快速
    • 如果原子操作迟迟不能完成，而它又不会被中断，将会给计算机执行指令的效率带来巨大的负面影响
• sync/atomic包中的函数可以做的原子操作有： 加法（add）、比较并交换（compare and swap，简称 CAS）、加载（load）、存储（store）和交换（swap）
  • CAS 操作，是有条件的交换操作，只有在条件满足的情况下才会进行值的交换