golang関数の同時実行制御におけるデッドロックとスタベーションの予防と解決

Go のデッドロックと飢餓: デッドロックの防止と解決: コルーチンが相互に待機しているため、操作を実行できません。 runtime.SetBlockProfileRate 関数を使用して検出します。デッドロックの防止: デッドロックを防止するには、きめ細かいロック、タイムアウト、およびロックフリーのデータ構造を使用します。飢餓: コルーチンは引き続きリソースを取得できず、飢餓を防ぐためにフェア ロックが使用されます。公平なロックの実践: 公平なロックを作成し、最初にロックを取得するためにコルーチンがロックを取得しようとするのを最長時間待機します。

Go の関数同時実行制御におけるデッドロックとスターベーションの予防と解決策

Go で同時実行を使用すると、デッドロックとスターベーションが発生します。非常に一般的なバグで、アプリケーションが予測できない動作や混乱を招く動作を引き起こす可能性があります。

デッドロック

デッドロックとは、複数のコルーチンが相互に待機しており、プログラムが続行できなくなることを意味します。これは、2 つ以上のコルーチンが同じロックを取得しようとしたときに発生する可能性があります。

ハングリー

ハングとは、何らかの要因によりリソースを取得できない状態が続いているため、コルーチンが実行できないことを意味します。これは、コルーチンが他のコルーチンによって無期限にブロックされた場合に発生する可能性があります。

予防と解決策

1. デッドロック検出を使用する

sync/atomic パッケージが提供するプログラム内のデッドロック状況を一定の頻度でメモリに書き込む runtime.SetBlockProfileRate 関数が搭載されています。デッドロックが検出された場合、go ツール トレースを使用してコール スタックを表示し、デッドロックの原因を特定できます。

2. 詳細なロック

詳細なロックを使用すると、ロックの競合が減少し、デッドロックの防止に役立ちます。たとえば、構造全体を一度にロックするのではなく、変更する必要があるフィールドのみをロックします。

3. タイムアウトを使用する

ロック操作のタイムアウトを設定すると、コルーチンが無制限に待機するのを防ぐことができます。コルーチンが指定された時間内にロックを取得できない場合、コルーチンは他のアクションを実行するか、終了することができます。

4. ロックフリーのデータ構造

低競合シナリオでは、同時マッピングやロックフリーのキューなどのロックフリーのデータ構造を使用できます。データ構造には明示的なタイプ ロックは必要ありません。

5. フェア ロック

ロックを解放するとき、フェア ロックは最初にロックを取得しようとするコルーチンを優先的に待機します。これにより、スタベーションを防ぐことができます。公平なロックは、sync.Mutex タイプを使用して作成できます。

実際的なケース

次の例は、フェア ロックを使用してスターベーションを防ぐ方法を示しています。

import (
    "sync"
    "time"
)

func main() {
    // 创建一个公平锁
    lock := &sync.Mutex{}

    // 创建 10 个协程，每个协程尝试获取锁
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(10)
    for i := 0; i < 10; i++ {
        go func(i int) {
            defer wg.Done()

            // 尝试在 100 毫秒内获得锁
            if err := lock.Lock(100 * time.Millisecond); err != nil {
                // 超时，协程退出
                return
            }

            // 对共享资源进行操作

            // 释放锁
            lock.Unlock()
        }(i)
    }

    // 等待所有协程完成
    wg.Wait()
}

この場合、一部のコルーチンがブロックされている場合でも、他のコルーチンによって、フェア ロックは各コルーチンが最終的にロックを取得することも保証します。

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