站長資訊網(wǎng)
我們都知道，在并發(fā)編程中，線程安全是非常重要的。接下來我們就假定一個場景，復(fù)現(xiàn)一下線程不安全的情況，再聊聊如何在Go中解決
場景
我們現(xiàn)在需要對1~100求他們的階乘，并將結(jié)果放到一個map中
1! = 1 = 1 2! = 1 * 2 = 2 3! = 1 * 2 * 3 = 6 4! = 1 * 2 * 3 * 4 = 24 5! = 1 * 2 * 3 * 4 * 5 = 120 ... { 1: 1 2: 2 3: 6 4: 24 5: 120 ... }
代碼實現(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%dn", k, v) } }
上述代碼執(zhí)行結(jié)果其實是沒問題的，為什么會出現(xiàn)亂序呢？因為這是go語言中map其實就是亂序的，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)行也沒什么問題啊，細心的同學(xué)可能發(fā)現(xiàn)了，這個版本的代碼并沒有用上并發(fā)，對吧。好接下來我們繼續(xù)改進
并發(fā)實現(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%dn", k, v) } }
我們可以發(fā)現(xiàn)，并發(fā)版就是在調(diào)用計算階乘函數(shù)的前面加上了一個go而已。不要小看這個go，扯遠了，當然大家知道這是go語言中開啟一個協(xié)程的關(guān)鍵字即可。
執(zhí)行結(jié)果就是，控制臺啥都沒輸出，這是因為主協(xié)程和子協(xié)程之間的執(zhí)行關(guān)系，下面我們畫圖理解
從上圖中我們可以發(fā)現(xiàn)，主協(xié)程執(zhí)行的時間短（表現(xiàn)在比較短），子協(xié)程執(zhí)行時間比較長（表現(xiàn)在比較長） 我們一定要記住，子協(xié)程是相對于當前的主協(xié)程來說的，如果主協(xié)程不存在了，那就沒有子協(xié)程了
所以上面代碼啥都沒輸出就是因為，主協(xié)程已經(jīng)執(zhí)行完了，但是子協(xié)程還沒做完，那子協(xié)程都沒做完，factorialMap中能有東西嗎？
主等子
這就引出我們第一個問題，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)在用一個最簡單，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%dn", k, v) } }
當并發(fā)數(shù)比較小的時候，這個問題可能不會出現(xiàn)，一旦并發(fā)數(shù)變大，問題就立馬出現(xiàn)了
圖中的執(zhí)行結(jié)果是并發(fā)map寫入錯誤為什么會出現(xiàn)這個問題，我們假設(shè)100個人往一個籃子里放水果，很容易。但是100個人從一個籃子里拿水果，那就會出問題，首先，籃子里的水果不一定夠100個，其二每個人都想先拿，必然會引起爭搶。
問題一優(yōu)化
針對上面的問題，我們引入全局鎖的概念。這就有點像我們上廁所，100個人都想上廁所，但廁所只有1個，誰先搶到了誰先上，并且這個人還有給廁所上鎖，防止其他人進來
var factorialMap = make(map[int]int) var lock sync.Mutex func 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%dn", k, v) } }
執(zhí)行結(jié)果有0可能是數(shù)據(jù)類型存不下了導(dǎo)致的，這個大家不用關(guān)心
這樣我們就解決了資源競爭的問題了。但其實還有一個問題，就是我們在主協(xié)程中還是必須手動等待，這要非常不好，那如果子協(xié)程3秒內(nèi)解決不了怎么辦？
問題二優(yōu)化
這個問題是我們不想在主協(xié)程中手動等待子協(xié)程，換句話說是我們不想直接在代碼中寫明要等待多長時間
這里我們就引入了WaitGroup
var factorialMap = make(map[int]int) var lock sync.Mutex var wg sync.WaitGroup func Factorial(n int) { result := 1 for i := 1; i <= n; i++ { result *= i } lock.Lock() // 執(zhí)行時上鎖 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%dn", k, v) } }
WaitGroup的內(nèi)部原理大家自己細扣，我這就不講了 總結(jié)來說就是WaitGroup是一個籃子，每開一個協(xié)程，就往籃子中加一個標識（Add函數(shù)），每執(zhí)行完一個協(xié)程，就從籃子中減去一個標識（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)）
【推薦學(xué)習：go視頻教程】
