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golang中的锁竞争问题(一)
2023-07-23 13:30:35 】 浏览:43
Tags:golang

索引:https://www.waterflow.link/articles/1666884810643

当我们打印错误的时候使用锁可能会带来意想不到的结果。

我们看下面的例子:

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

type Courseware struct {
	mutex sync.RWMutex
	Id    int64
	Code   string
	Duration int
}

func (c *Courseware) UpdateDuration(duration int) error {
	c.mutex.Lock() // 1
	defer c.mutex.Unlock()

	if duration < 60 {
		return fmt.Errorf("课件时长必须大于等于60秒: %v", c) // 2
	}

	c.Duration = duration
	return nil
}

// 3
func (c *Courseware) String() string {
	c.mutex.RLock()
	defer c.mutex.RUnlock()
	return fmt.Sprintf("id %d, duration %d", c.Id, c.Duration)
}


func main() {
	c := &Courseware{}
	fmt.Println(c.UpdateDuration(0))
}

上面的代码看起来貌似没有什么问题,但是却会导致死锁:

  1. 更新课件时长的时候上锁,避免出现数据竞争
  2. 判断如果时长小于60秒的话,就报错。但是注意这里fmt.Errorf打印结构c会调用String()方法
  3. 我们看String方法里面,又使用了读锁,避免读取的时候数据被更新

因为对临界资源重复上锁,所以导致了死锁的问题。解决办法也很简单:

  • 把锁放到错误判断之后:

    func (c *Courseware) UpdateDuration(duration int) error {
    
    	if duration < 60 {
    		return fmt.Errorf("课件时长必须大于等于60秒: %v", c) // 2
    	}
    
      c.mutex.Lock() 
    	defer c.mutex.Unlock()
    
    	c.Duration = duration
    	return nil
    }
    
  • 不使用String方法,避免重复上锁:

    package main
    
    import (
    	"fmt"
    	"sync"
    )
    
    type Courseware struct {
    	mutex sync.RWMutex
    	Id    int64
    	Code   string
    	Duration int
    }
    
    func (c *Courseware) UpdateDuration(duration int) error {
    	c.mutex.Lock() 
    	defer c.mutex.Unlock()
    
    	if duration < 60 {
    		return fmt.Errorf("课件时长必须大于等于60秒: %d, id: %d", c.Duration, c.Id) // 打印放在一个锁里面也能保证安全
    	}
    
    	c.Duration = duration
    	return nil
    }
    
    
    func main() {
    	c := &Courseware{}
    	fmt.Println(c.UpdateDuration(0))
    }
    
    go  run  10.go
    课件时长必须大于等于60秒: 0, id: 0
    

我们再看一个切片的例子:

package main

import (
	"fmt"
)


func main() {
	s := make([]int, 1)

	go func() {
		s1 := append(s, 1)
		fmt.Println(s1)
	}()

	go func() {
		s2 := append(s, 1)
		fmt.Println(s2)
	}()
}

我们初始化了一个长度为1,容量为1的切片,然后分别在2个协程里面调用append往切片追加元素。这种情况会导致数据竞争么?

答案是不会。在其中一个协程里面,当我们append元素的时候,因为s的容量为1,所以底层会复制一个新的数组;同样另一个协程也是如此。

go  run -race 10.go
[0 1]
[0 1]

注意:这里的关键就是,两个协程是否会同时访问一个内存空间,这时导致数据竞争的关键。

我们稍微修改下上面的例子:

package main

import (
	"fmt"
)


func main() {
	s := make([]int, 1, 10) // 1

	go func() {
		s1 := append(s, 1)
		fmt.Println(s1)
	}()

	go func() {
		s2 := append(s, 1)
		fmt.Println(s2)
	}()
}
  1. 我们给s加了一个足够大的容量
go  run -race 10.go
[0 1]
==================
WARNING: DATA RACE
Write at 0x00c0000c0008 by goroutine 8:
  main.main.func2()
...

可以看到这就产生了数据竞争的问题。因为s的容量足够大,所以两个协程有可能操作同一个底层数组的同一块内存。

解决办法也很简单,重新copy一个s就行了。

下面我们继续看一个map的例子:

package main

import (
	"strconv"
	"sync"
	"time"
)

// 1
type User struct {
	mu       sync.RWMutex
	online map[string]bool
}

// 2
func (u *User) AddOnline(id string) {
	u.mu.Lock()
	u.online[id] = true
	u.mu.Unlock()
}

// 3
func (u *User) AllOnline() int {
	u.mu.RLock()
	online := u.online // 4
	u.mu.RUnlock()

	sum := 0
	for _, o := range online { // 5
		if o {
			sum++
		}
	}
	return sum
}

func main() {
	u := &User{}
	u.online = make(map[string]bool)

	go func() {
		for i := 0; i < 10000; i++ {
			u.AddOnline("userid" + strconv.Itoa(i))
		}
	}()

	go func() {
		for i := 0; i < 10000; i++ {
			u.AllOnline()
		}
	}()

	time.Sleep(time.Second)
}
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