我們都知道，在并發(fā)編程中，線程安全是非常重要的。接下來(lái)我們就假定一個(gè)場(chǎng)景，復(fù)現(xiàn)一下線程不安全的情況，再聊聊如何在Go中解決

場(chǎng)景

我們現(xiàn)在需要對(duì)1~100求他們的階乘，并將結(jié)果放到一個(gè)map中

1! = 1 = 12! = 1 * 2 = 23! = 1 * 2 * 3 = 64! = 1 * 2 * 3 * 4 = 245! = 1 * 2 * 3 * 4 * 5 = 120...{    1: 1    2: 2    3: 6    4: 24    5: 120    ...}

代碼實(shí)現(xiàn)

var factorialMap = make(map[int]int)func Factorial(n int) {    result := 1    for i := 1; i <= n; i++ {        result *= i    }    factorialMap[n] = result}func main() {    for i := 1; i < 10; i++ {        Factorial(i)    }    for k, v := range factorialMap {        fmt.Printf("%d 的階乘是%d\n", k, v)    }}

上述代碼執(zhí)行結(jié)果其實(shí)是沒(méi)問(wèn)題的，為什么會(huì)出現(xiàn)亂序呢？因?yàn)檫@是go語(yǔ)言中map其實(shí)就是亂序的，按照我們的理解，先存的先出，但是不好意思，Golang的map不是這樣的。上面執(zhí)行也沒(méi)什么問(wèn)題啊，細(xì)心的同學(xué)可能發(fā)現(xiàn)了，這個(gè)版本的代碼并沒(méi)有用上并發(fā)，對(duì)吧。好接下來(lái)我們繼續(xù)改進(jìn)

【資料圖】

并發(fā)實(shí)現(xiàn)

var factorialMap = make(map[int]int)func Factorial(n int) {    result := 1    for i := 1; i <= n; i++ {        result *= i    }    factorialMap[n] = result}func main() {    for i := 1; i < 10; i++ {        go Factorial(i)    }    for k, v := range factorialMap {        fmt.Printf("%d 的階乘是%d\n", k, v)    }}

我們可以發(fā)現(xiàn)，并發(fā)版就是在調(diào)用計(jì)算階乘函數(shù)的前面加上了一個(gè)go而已。不要小看這個(gè)go，扯遠(yuǎn)了，當(dāng)然大家知道這是go語(yǔ)言中開(kāi)啟一個(gè)協(xié)程的關(guān)鍵字即可。

執(zhí)行結(jié)果就是，控制臺(tái)啥都沒(méi)輸出，這是因?yàn)橹鲄f(xié)程和子協(xié)程之間的執(zhí)行關(guān)系，下面我們畫(huà)圖理解

從上圖中我們可以發(fā)現(xiàn)，主協(xié)程執(zhí)行的時(shí)間短（表現(xiàn)在比較短），子協(xié)程執(zhí)行時(shí)間比較長(zhǎng)（表現(xiàn)在比較長(zhǎng)）我們一定要記住，子協(xié)程是相對(duì)于當(dāng)前的主協(xié)程來(lái)說(shuō)的，如果主協(xié)程不存在了，那就沒(méi)有子協(xié)程了

所以上面代碼啥都沒(méi)輸出就是因?yàn)?，主協(xié)程已經(jīng)執(zhí)行完了，但是子協(xié)程還沒(méi)做完，那子協(xié)程都沒(méi)做完，factorialMap中能有東西嗎？

主等子

這就引出我們第一個(gè)問(wèn)題，主協(xié)程如何等待子協(xié)程執(zhí)行完再退出程序。我們現(xiàn)在用一個(gè)最簡(jiǎn)單，最容易想到的做法

var factorialMap = make(map[int]int)func Factorial(n int) {    result := 1    for i := 1; i <= n; i++ {        result *= i    }    factorialMap[n] = result}func main() {    for i := 1; i < 100; i++ {        go Factorial(i)    }    time.Sleep(time.Second * 3)    for k, v := range factorialMap {        fmt.Printf("%d 的階乘是%d\n", k, v)    }}

當(dāng)并發(fā)數(shù)比較小的時(shí)候，這個(gè)問(wèn)題可能不會(huì)出現(xiàn)，一旦并發(fā)數(shù)變大，問(wèn)題就立馬出現(xiàn)了

圖中的執(zhí)行結(jié)果是并發(fā)map寫(xiě)入錯(cuò)誤為什么會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題，我們假設(shè)100個(gè)人往一個(gè)籃子里放水果，很容易。但是100個(gè)人從一個(gè)籃子里拿水果，那就會(huì)出問(wèn)題，首先，籃子里的水果不一定夠100個(gè)，其二每個(gè)人都想先拿，必然會(huì)引起爭(zhēng)搶。

問(wèn)題一優(yōu)化

針對(duì)上面的問(wèn)題，我們引入全局鎖的概念。這就有點(diǎn)像我們上廁所，100個(gè)人都想上廁所，但廁所只有1個(gè)，誰(shuí)先搶到了誰(shuí)先上，并且這個(gè)人還有給廁所上鎖，防止其他人進(jìn)來(lái)

var factorialMap = make(map[int]int)var lock sync.Mutexfunc Factorial(n int) {    result := 1    for i := 1; i <= n; i++ {            result *= i    }    // defer 不好理解    // defer func(){    // lock.Unlock() // 執(zhí)行完解鎖    // }()    lock.Lock() // 執(zhí)行時(shí)上鎖    factorialMap[n] = result    lock.Unlock() // 執(zhí)行后解鎖}func main() {    for i := 1; i < 100; i++ {        go Factorial(i)    }    time.Sleep(time.Second * 3)    for k, v := range factorialMap {        fmt.Printf("%d 的階乘是%d\n", k, v)    }}

執(zhí)行結(jié)果有0可能是數(shù)據(jù)類(lèi)型存不下了導(dǎo)致的，這個(gè)大家不用關(guān)心

這樣我們就解決了資源競(jìng)爭(zhēng)的問(wèn)題了。但其實(shí)還有一個(gè)問(wèn)題，就是我們?cè)谥鲄f(xié)程中還是必須手動(dòng)等待，這要非常不好，那如果子協(xié)程3秒內(nèi)解決不了怎么辦？

問(wèn)題二優(yōu)化

這個(gè)問(wèn)題是我們不想在主協(xié)程中手動(dòng)等待子協(xié)程，換句話說(shuō)是我們不想直接在代碼中寫(xiě)明要等待多長(zhǎng)時(shí)間

這里我們就引入了WaitGroup

var factorialMap = make(map[int]int)var lock sync.Mutexvar wg sync.WaitGroupfunc Factorial(n int) {    result := 1    for i := 1; i <= n; i++ {        result *= i    }    lock.Lock() // 執(zhí)行時(shí)上鎖    factorialMap[n] = result    lock.Unlock() // 執(zhí)行后解鎖    wg.Done()}func main() {    for i := 1; i < 100; i++ {        wg.Add(1)        go Factorial(i)    }    wg.Wait()    for k, v := range factorialMap {        fmt.Printf("%d 的階乘是%d\n", k, v)    }}

WaitGroup的內(nèi)部原理大家自己細(xì)扣，我這就不講了總結(jié)來(lái)說(shuō)就是WaitGroup是一個(gè)籃子，每開(kāi)一個(gè)協(xié)程，就往籃子中加一個(gè)標(biāo)識(shí)（Add函數(shù)），每執(zhí)行完一個(gè)協(xié)程，就從籃子中減去一個(gè)標(biāo)識(shí)（Done函數(shù)），最后查看籃子中，如果是空的，就表示協(xié)程執(zhí)行完了（Wait函數(shù)）

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以上就是一文聊聊Go語(yǔ)言中資源競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題的詳細(xì)內(nèi)容，更多請(qǐng)關(guān)注php中文網(wǎng)其它相關(guān)文章！

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