go语言中的Mutex

简介: go语言中的Mutex

Golang以其并发性Goroutines而闻名。不仅是并发,还有更多。


因此,在这种情况下,我们必须确保多个goroutines不应该同时试图修改资源,从而导致冲突。

为了确保资源一次只能被一个goroutine访问,我们可以使用一个叫做sync.Mutex的东西。


This concept is called mutual exclusion, and the conventional name for the data structure that provides it is mutex. — Go dev


无Mutex的用例

让我们有一个简单的用例来理解Mutexgoroutines中的使用。


例如,如果我们需要通过一个goroutine增加一个变量的值,并通过另一个goroutine减少同一个变量的值。


package main
import (
 "fmt"
 "sync"
 "time"
)
func main() {
 const loop = 100
 var wg sync.WaitGroup
 wg.Add(loop * 2)
 // declaring a shared value
 var n int = 0
 for i := 0; i < loop; i++ {
  go func() {
   time.Sleep(time.Second / 10)
   n++
   wg.Done()
  }()
  go func() {
   time.Sleep(time.Second / 10)
   n--
   wg.Done()
  }()
 }
 wg.Wait()
 // printing the final value of n
 if n != 0 {
  fmt.Println("The Final value of n should be 0. But found ", n)
  return
 }
 fmt.Printf("\nFinal value of n is %d\n\n", n) // the final of n should be 0
}


在这个循环中,我使用了两个带有goroutines的匿名函数。一个将增加n的值,另一个将减少n的值。在最后,n的值应该是0,因为初始值是0,对于每个循环计数,我都是先增后减,所以在最后应该和初始值一样。但如果不使用Mutex,情况就不是我们所期望的那样了。


在上述输出中,我们可以看到结果不是恒定的。


我们可以使用go run命令中的-race来检测是否存在数据竞赛。


数据竞赛发生在:一个进程中的两个或多个线程同时访问同一个内存位置。


sync.Mutex


它拥有两个方法:

  • Lock
  • Unlock


使用Lock来锁定资源,以便每次只有一个goroutine可以访问该资源。


Unlock用于解锁被锁住的资源。


使用Mutex也有同样的用例。


package main
import (
 "fmt"
 "sync"
 "time"
)
func main() {
 const loop = 100
 var wg sync.WaitGroup
 wg.Add(loop * 2)
 // declaring a shared value
 var n int = 0
 var m sync.Mutex
 for i := 0; i < loop; i++ {
  go func() {
   time.Sleep(time.Second / 10)
   m.Lock() // locking the resource n
   n++
   m.Unlock() // unlocking the resource n
   wg.Done()
  }()
  go func() {
   time.Sleep(time.Second / 10)
   m.Lock() // locking the resource n
   n--
   m.Unlock() // unlocking the resource n
   wg.Done()
  }()
 }
 wg.Wait()
 // printing the final value of n
 if n != 0 {
  fmt.Println("The Final value of n should be 0. But found ", n)
  return
 }
 fmt.Printf("\nFinal value of n is %d\n\n", n) // the final of n should be 0
}


在这里,两个goroutine试图同时访问同一个资源n。但在Mutex.Lock()的帮助下,我们可以锁定该资源,这样它就只能被一个goroutine使用。


                https://pic3.58cdn.com.cn/nowater/webim/big/n_v279ebe3c9be604171b1288266aee3452a.png


在上面的输出中,我们可以看到,输出总是0(正如我们所期望的)。


我们也可以在使用Mutex的时候检查数据竞赛。

                         


我们可以清楚地看到,在使用Mutex时没有数据竞赛。


另外,我们可以对资源Unlock()使用defer语句,所以它将在被锁定的块的末尾被解锁。

go func() {
  time.Sleep(time.Second / 10)
  m.Lock() // locking the resource n
  n--
  m.Unlock() // unlocking the resource n
  wg.Done()
}()
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