使goroutine同步的方法总结

前言:

在前面并发性能对比的文章中，我们可以看到Golang处理大并发的能力十分强劲，而且开发也特别方便，只需要用go关键字即可开启一个新的协程。

但当多个goroutine同时进行处理的时候，就会遇到同时抢占一个资源的情况(并发都会遇到的问题)，所以我们希望某个goroutine等待另一个goroutine处理完某一个步骤之后才能继续。sync包就是为了让goroutine同步而出现的。当然还可以使用channel实现，这个后面会介绍到。

锁:

锁有两种:互斥锁(mutex)和读写锁(RWMutex)

互斥锁: 当数据被加锁了之后，除次外的其他协程不能对数据进行读操作和写操作。 这个当然能解决并发程序对资源的操作。但是，效率上是个问题，因为当加锁后，其他协程只有等到解锁后才能对数据进行读写操作。

读写锁: 读数据的时候上读锁，写数据的时候上写锁。有写锁的时候，数据不可读不可写。有读锁的时候，数据可读，不可写。

两种锁的使用方式相同，这里就只列出互斥锁的代码:

package main

import (
"sync"
"time"
"fmt"
)

var num = 0

func main ()  {
mu := &sync.Mutex{}
for i:=0;i<10000;i++ {
go func(){
mu.Lock()
defer mu.Unlock()
num += 1
}()
}
time.Sleep(time.Second)
fmt.Println("num:", num)  // 如果不加锁这里的num的值会是一个随机数而不是10000
}

Once:

有的时候，我们启动多个相同goroutine，但是里面的某个操作我只希望被执行一次，这个时候Once就上场了。

package main

import (
"fmt"
"sync"
"time"
)

func main() {
var once sync.Once
one := func() {
fmt.Println("just once")
}

for i := 0; i < 10; i++ {
go func(a int) {
once.Do(one)   // 只是被执行一次
}(i)
}
time.Sleep(time.Millisecond*200)

}

WaitGroup:

当某个操作或是某个goroutine需要等待一批goroutine执行完毕以后才继续执行，那么这种多线程(go里面说的线程就是goroutine)等待的问题就可以使用WaitGroup了。

代码如下:

package main

import (
"sync"
"fmt"
"time"
)

var waitGroup sync.WaitGroup

func main () {
for i := 0; i < 10; i++ {
waitGroup.Add(1)  // 添加需要等待goroutine的数量
go func() {
fmt.Println("hehe")
time.Sleep(time.Second)
waitGroup.Done() // 减少需要等待goroutine的数量 相当于Add(-1)
} ()
}

waitGroup.Wait()  // 执行阻塞，直到所有的需要等待的goroutine数量变成0
fmt.Println("over")
}

Cond:

sync.Cond是用来控制某个条件下，goroutine进入等待时期，等待信号到来，然后重新启动。

代码如下:

package main

import (
"fmt"
"sync"
"time"
)
var locker = new(sync.Mutex)
var cond = sync.NewCond(locker)

func test(x int) {
cond.L.Lock() //获取锁
cond.Wait()//等待通知 暂时阻塞
fmt.Println(x)
time.Sleep(time.Second * 1)
cond.L.Unlock()//释放锁
}
func main() {
for i := 0; i < 40; i++ {
go test(i)
}
fmt.Println("start all")
time.Sleep(time.Second * 3)
fmt.Println("signal1")
cond.Signal()   // 下发一个通知随机给已经获取锁的goroutine
time.Sleep(time.Second * 3)
fmt.Println("signal2")
cond.Signal()// 下发第二个通知随机给已经获取锁的goroutine
time.Sleep(time.Second * 1)  // 在广播之前要等一会，让所有线程都在wait状态
fmt.Println("broadcast")
cond.Broadcast()//下发广播给所有等待的goroutine
time.Sleep(time.Second * 60)
}

上面代码有几个要点要特别说明一下:

1. 每个Cond都必须有个与之关联的锁 // 见第9行

2. 协程方法里面一开始/结束都必须加/解锁 // 见第12行和16行

3. cond.Wait()时会自动解锁，当被唤醒时，又会加上锁。所以第2点提到必须加/解锁。

Channel

channel不仅可以用来goroutine之间的通信，也可以使goroutine同步完成协作。这点主要基于从channel取数据的时候，会阻塞当前goroutine这个特性。示例代码如下:

package main

import (
"fmt"
"time"
)

var chan1 = make(chan string, 512)

var arr1 = []string{"qq","ww","ee","rr","tt"}

func chanTest1() {
for _, v := range arr1 {
chan1 <- v
}
close(chan1) // 关闭channel
}

func chanTest2() {
for {
getStr, ok := <- chan1  // 阻塞,直到chan1里面有数据
if !ok {   // 判断channel是否关闭或者为空
return
}
fmt.Println(getStr) // 按数组顺序内容输出
}
}

func main () {
go chanTest1()
go chanTest2()

time.Sleep(time.Millisecond*200)
}