Ist es sicher, in Go gleichzeitig auf verschiedene Strukturmitglieder zuzugreifen?

Thread-Sicherheit beim Zugriff auf Strukturmitglieder in Go

Es ist eine gängige Praxis in Go, Goroutinen für die gleichzeitige Ausführung zu verwenden. Ein potenzielles Problem besteht jedoch in der Sicherheit des Zugriffs auf gemeinsam genutzte Daten mehrerer Goroutinen. In diesem Artikel werden die Besonderheiten der Thread-Sicherheit beim Zugriff auf verschiedene Mitglieder einer Struktur in Go untersucht.

Hintergrund

In Go sind Strukturen Werttypen, das heißt Kopien von Strukturen werden eher als Wert als als Referenz weitergegeben. Dies bedeutet, dass, wenn mehrere Goroutinen auf dieselbe Struktur zugreifen, jede Goroutine über eine eigene Kopie der Daten verfügt.

Betrachten Sie den folgenden Code:

type Apple struct {
    color string
    size  uint
}

func main() {
    apple := &Apple{}
    go func() {
        apple.color = "red"
    }()
    go func() {
        apple.color = "green"
    }()
}

In diesem Beispiel ist die Apple-Variable ein Zeiger auf eine Apple-Struktur. Es werden zwei Goroutinen erstellt, und jede Goroutine versucht, das Farbfeld der Apfelstruktur zu ändern. Da jede Goroutine ein anderes Feld (Farbe und Größe) ändert, scheint es, dass ein solcher Code sicher ist.

Thread-Sicherheitsüberlegungen

Die Antwort auf die Frage, ob Es ist sicher, ohne Synchronisierung in verschiedene Strukturmitglieder zu schreiben (z. B. chan oder sync.Mutex) ist Ja. Es ist jedoch wichtig, einige Nuancen zu klären:

1. Variable Lokalität: Während das Schreiben in verschiedene Strukturmitglieder im Allgemeinen sicher ist, ist es möglicherweise nicht so schnell wie erwartet. Strukturmitglieder werden dicht beieinander im Speicher gespeichert und teilen sich eine Cache-Zeile. Wenn die CPU diese Variablen ändern muss, muss sie die gesamte Cache-Zeile sperren, was die Leistung beeinträchtigen kann, wenn mehrere Goroutinen gleichzeitig Schreibvorgänge versuchen.
2. Strukturzeiger-Änderung: Dies ist wichtig zu beachten dass es nicht sicher ist, den Zeiger auf die Struktur zu ändern, während aus verschiedenen Threads in die Struktur geschrieben wird. Angenommen, Sie haben eine dritte Goroutine, die den Apple-Zeiger ändert (apple = &Apple{}). In diesem Fall schreiben einige Goroutinen möglicherweise versehentlich in die alte Apple-Instanz, was zu Datenbeschädigung führt.

Fazit

Der Zugriff auf verschiedene Mitglieder einer Struktur in Go von verschiedenen Goroutinen aus ist im Allgemeinen sicher, es ist jedoch wichtig, sich der möglichen Auswirkungen auf die Leistung und der Bedeutung des Schutzes des Strukturzeigers vor gleichzeitigen Änderungen bewusst zu sein.

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