Golang 同步原语：sync 包

资源竞争：多个goroutine同时竞争同一块内存时，就无法知晓谁先访问，结果也无法预料。

所以，我们需要确保共享内存资源，只有一个协程执行能够操作。

sync.Mutex

互斥锁：在同一时刻只有一个协程执行某段代码，其他协程都要等待该协程执行完毕后才能执行。

//定义一个同步锁
var mutex sync.Mutex

// 某代码段加锁
mutex.Lock() //加锁
.....
mutex.Unlock()//解锁

被加锁的代码段，可称为临界区。

在同步的程序设计中，临界区段指的是一个访问共享资源的程序片段，而这些共享资源又有无法同时被多个协程访问的特性。某协程在临界区段时，其他协程必须等待，这样可以保证临界区的并发安全。

Mutex的Lock之后，一定会再执行Unlock，彼此时成对存在，所以可以通过使用defer语句，最后释放锁

defer mutex.Unlock()

sync.RWMutex

有些业务场景: 对某变量进行写操作时，这时另一个协程读取该变量时，读取到将是一个过期的值，产生脏读。所以，为解决这种资源竞争的问题，可以使用sync.Mutex来控制，另一个协程必须等写操作完成后，才能进行读操作。

但是，多个协程同时读写竞争资源，也会产生性能问题

读写的三种特殊场景情况分析

• 写操作同时读操作，可能导致读到脏数据
• 读操作时同时写操作，产生的结果不可预料
• 读操作时同时其他协程也在读操作，不会产生并发安全

通过sync.RWMutex读写锁可以有效的提升性能，多个协程可以同时读操作，不用互相等待

var mutex sync.RWMutex

mutex.RLock()
defer mutex.RUnlock()

sync.WaitGroup

如果在一个主函数main()中，启动了100个协程，在100个协程还未执行完成时，主函数就提前返回了，将导致什么情况？

主函数返回了，则整个程序也就退出。这将可能出现子协程没有执行完毕，产生不可预知的结果。为解决该情况，我们应当保证所有协程都执行完毕后，在退出程序。

sync.WaitGroup就是来解决这种情况。

使用方式：

• 声明一个sync.WaitGroup，然后通过Add方法设置计数器的值，多少个协程就设置多少
• 每个协程结束后调用Done方法，让计数器减1
• 最后调用Wait方法一直等待，直到计数器值为0时，表示所有协程都执行完毕

var wg sync.WaitGroup

go func(){
    defer wg.Done() //一个协程结束后计数器减1
    ....
}
...

// 一直等待直到计数器为0
wg.Wait()

使用场景：通过多个协程共同做一件事，可以有效提高效率。比如，下载文件时，分成多个协程去下载，只有所有协程都下载完成整个文件才算下载完成。

sync.Once

需求场景：让代码只执行一次

• 创建某个对象的单例
• 只加载一次的资源

Go语言自带的一个示例

1. func main() {
2.    doOnce()
3. }
4. func doOnce() {
5.    var once sync.Once
6.    onceBody := func() {
7.       fmt.Println("Only once")
8.    }
9.    //用于等待协程执行完毕
10.    done := make(chan bool)
11.    //启动10个协程执行once.Do(onceBody)
12.    for i := 0; i < 10; i++ {
13.       go func() {
14.          //把要执行的函数(方法)作为参数传给once.Do方法即可
15.          once.Do(onceBody)
16.          done <- true
17.       }()
18.    }
19.    for i := 0; i < 10; i++ {
20.       <-done
21.    }
22. }

启动10个协程执行onceBody，但使用once.Do()方法，所以函数onceBody只被执行一次

sync.NewCond

具有阻塞协程和唤醒协程的功能。

var cond = sync.NewCond(&sync.Mutex)

• Wait()方法，阻塞当前协程，直到被其他协程调用Broadcase或Signal方法唤醒，使用时必须加锁
• Signal，唤醒一个等待时间最长的协程
• Broadcast 唤醒所有等待的协程

注：调用Signal和Broadcast前，要保证目标协程处于Wait阻塞状态

sync.Map

1. Store：存储一对 key-value 值。
2. Load：根据 key 获取对应的 value 值，并且可以判断 key 是否存在。
3. LoadOrStore：如果 key 对应的 value 存在，则返回该 value；如果不存在，存储相应的 value。
4. Delete：删除一个 key-value 键值对。
5. Range：循环迭代 sync.Map，效果与 for range 一样