Go语言之读写锁
前面的有篇文章在讲资源竞争的时候,提到了互斥锁。互斥锁的根本就是当一个goroutine访问的时候,其他goroutine都不能访问,这样肯定保证了资源的同步,避免了竞争,不过也降低了性能。
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仔细剖析我们的场景,当我们读取一个数据的时候,如果这个数据永远不会被修改,那么其实是不存在资源竞争的问题的。因为数据是不变的,不管怎么读取,多少goroutine同时读取,都是可以的。
所以其实读取并不是问题,问题主要是修改。修改的数据要同步,这样其他goroutine才可以感知到。所以真正的互斥应该是读取和修改、修改和修改之间,读取和读取是没有互斥操作的。
所以这就延伸出来另外一种锁,叫做读写锁。
读写锁可以让多个读操作同时并发,同时读取,但是对于写操作是完全互斥的。也就是说,当一个goroutine进行写操作的时候,其他goroutine既不能进行读操作,也不能进行写操作。
var countint
var wg sync.WaitGroup
func main(){
wg.Add(10)
for i:=0;i<5;i++{
go read(i)
}
for i:=0;i<5;i++{
go write(i);
}
wg.Wait()}func read(nint){
fmt.Printf("读goroutine %d 正在读取...\n",n)
v:= count
fmt.Printf("读goroutine %d 读取结束,值为:%d\n", n,v)
wg.Done()
}
func write(nint){
fmt.Printf("写goroutine %d 正在写入...\n",n)
v:= rand.Intn(1000)
count= v
fmt.Printf("写goroutine %d 写入结束,新值为:%d\n", n,v)
wg.Done()
}
以上我们定义了一个共享的资源count,并且声明了两个函数read和write进行读写。在main函数的测试中,我们同时启动了 5 个读写goroutine进行读写操作,通过打印的结果来看,写入操作是处于竞争状态的,有的写入操作被覆盖了。通过go build -race也可以看到更明细的竞争态。
针对这种情况,第一个方案是加互斥锁,同时只能有一个goroutine可以操作count。但是这种方法性能比较慢,而且我们说的读操作可以不互斥,所以这种情况比较适合使用读写锁。
var countint
var wg sync.WaitGroup
var rw sync.RWMutex
func main(){
wg.Add(10)
for i:=0;i<5;i++{
go read(i)
}
for i:=0;i<5;i++{
go write(i);
}
wg.Wait()}func read(nint){
rw.RLock()
fmt.Printf("读goroutine %d 正在读取...\n",n)
v:= count
fmt.Printf("读goroutine %d 读取结束,值为:%d\n", n,v)
wg.Done()
rw.RUnlock()}func write(nint){
rw.Lock()
fmt.Printf("写goroutine %d 正在写入...\n",n)
v:= rand.Intn(1000)
count= v
fmt.Printf("写goroutine %d 写入结束,新值为:%d\n", n,v)
wg.Done()
rw.Unlock()
}
我们在read里使用读锁,也就是RLock和RUnlock,写锁的方法名和我们平时使用的一样,是Lock和Unlock。这样,我们就使用了读写锁,可以并发地读,但是同时只能有一个写,并且写的时候不能进行读操作。现在我们再运行代码,可以从输出的数据看到,可以读到新值了。
我们同时也可以使用go build -race检测,也没有竞争提示了。
我们在做Java开发的时候,肯定知道SynchronizedMap这个Map,它是一个在多线程下安全的Map,我们可以通过Collections.synchronizedMap(Map
package common
import(
"sync")
//安全的Map
typeSynchronizedMapstruct{
rw*sync.RWMutex
data map[interface{}]interface{}
}
//存储操作
func(sm*SynchronizedMap)Put(k,vinterface{}){
sm.rw.Lock()
defer sm.rw.Unlock()
sm.data[k]=v
}
//获取操作
func(sm*SynchronizedMap)Get(kinterface{})interface{}{
sm.rw.RLock()
defer sm.rw.RUnlock()
return sm.data[k]
}
//删除操作
func(sm*SynchronizedMap)Delete(kinterface{}){
sm.rw.Lock()
defer sm.rw.Unlock()
delete(sm.data,k)
}
//遍历Map,并且把遍历的值给回调函数,可以让调用者控制做任何事情
func(sm*SynchronizedMap)Each(cb func(interface{},interface{})){
sm.rw.RLock()
defer sm.rw.RUnlock()
for k, v:= range sm.data{
cb(k,v)
}
}
//生成初始化一个SynchronizedMap
funcNewSynchronizedMap()*SynchronizedMap{
return&SynchronizedMap{
rw:new(sync.RWMutex),
data:make(map[interface{}]interface{}),
}
}
这个安全的Map被我们定义为一个SynchronizedMap的结构体,这个结构体里有两个字段,一个是读写锁rw,一个是存储数据的data,data是map类型。
然后就是给SynchronizedMap定义一些方法,如果这些方法是增删改的,就要使用写锁;如果是只读的,就使用读锁。这样就保证了我们数据data在多个goroutine下的安全性。
有了这个安全的Map我们就可以在多goroutine下增删改查数据了,都是安全的。
这里定义了一个Each方法,这个方法很有意思,用过Gradle的都知道,也有类似遍历Map的方法。这个方法我们可以传入一个回调函数作为参数,来对我们遍历的SynchronizedMap数据进行处理,比如我打印SynchronizedMap中的数据。
sm.Each(func(kinterface{}, vinterface{}){
fmt.Println(k," is ",v)
}
sm就是一个SynchronizedMap,非常简洁吧。
以上就是读写锁使用的一个例子。我们可以把这个map数据当成缓存数据,或者当成数据库,然后使用读写锁进行控制,可以多读,但是只能有一个写。
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