Cara melaksanakan kunci menggunakan Golang

Golang ialah bahasa pengaturcaraan yang sangat popular yang menyokong pengaturcaraan serentak Untuk memenuhi keperluan keselamatan serentak, Golang menyediakan mekanisme kunci. Kunci ialah mekanisme penyegerakan yang boleh digunakan untuk mengawal akses kepada sumber yang dikongsi. Dalam artikel ini, kami akan memperkenalkan cara melaksanakan kunci menggunakan Golang.

1. Jenis kunci

Di Golang, terdapat tiga jenis kunci utama: kunci mutex, kunci baca-tulis dan pembolehubah keadaan.

1. Kunci Mutex (Mutex)

Kunci Mutex ialah jenis kunci yang paling mudah dan paling biasa digunakan. Fungsinya adalah untuk membenarkan hanya satu utas mengakses sumber yang dikongsi pada masa yang sama. Jika utas lain cuba mengakses sumber, ia disekat sehingga kunci dilepaskan.

2. Kunci baca-tulis (RWMutex)

Kunci baca-tulis ialah jenis kunci lain yang membenarkan berbilang utas membaca sumber yang dikongsi pada masa yang sama, tetapi hanya membenarkan satu utas untuk menulis sumber. Kunci ini lebih cekap daripada mutex kerana ia membenarkan bacaan serentak, tetapi penulisan mesti menduduki sumber secara eksklusif.

3. Pembolehubah keadaan (Cond)

Pembolehubah keadaan ialah mekanisme penyegerakan lanjutan yang menyediakan mekanisme untuk menunggu dan komunikasi antara berbilang rangkaian. Pembolehubah keadaan mempunyai dua kaedah utama: Tunggu dan Isyarat Kaedah Tunggu boleh membuat benang tidur untuk menunggu keadaan tertentu, manakala kaedah Isyarat memberitahu urutan menunggu bahawa syarat telah dipenuhi.

2. Pelaksanaan kunci mutex

Pustaka standard Golang menyediakan pelaksanaan kunci mutex Anda boleh menggunakan jenis Mutex dalam pakej penyegerakan untuk melaksanakan kunci mutex. Berikut ialah contoh program:

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    count int
    lock  sync.Mutex
)

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 100; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            lock.Lock()
            count++
            lock.Unlock()
            wg.Done()
        }()
    }
    wg.Wait()
    fmt.Println(count)
}

Dalam kod di atas, kami mentakrifkan kiraan pembilang dan mencipta kunci mutex. Kemudian 100 goroutine dimulakan, dan kaunter ditambah 1 dalam setiap goroutine. Memandangkan akses kepada pengiraan adalah serentak, kita perlu menggunakan kunci mutex untuk mengelakkan keadaan perlumbaan daripada berlaku.

Perlu diingat bahawa untuk operasi yang melibatkan sumber dikongsi, operasi mesti dilakukan selepas memperoleh kunci, dan kunci mesti dilepaskan selepas operasi selesai untuk memastikan semua operasi adalah atom.

3. Pelaksanaan kunci baca-tulis

Serupa dengan kunci mutex, perpustakaan standard Golang juga menyediakan pelaksanaan kunci baca-tulis Anda boleh menggunakan jenis RWMutex dalam pakej penyegerakan untuk melaksanakan bacaan Kunci tulis. Berikut ialah contoh program:

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    count int
    rw    sync.RWMutex
)

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 100; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            rw.Lock()
            count++
            rw.Unlock()
            wg.Done()
        }()
    }
    for i := 0; i < 100; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            rw.RLock()
            fmt.Println(count)
            rw.RUnlock()
            wg.Done()
        }()
    }
    wg.Wait()
}

Dalam kod di atas, kami menggunakan jenis RWMutex untuk melaksanakan kunci baca-tulis. Mula-mula, mulakan 100 goroutine untuk menambah 1 pada kaunter Dalam tempoh ini, kaunter hanya boleh diduduki oleh satu utas. Kemudian mulakan 100 goroutin untuk membaca nilai kaunter ini boleh membaca nilai kaunter pada masa yang sama.

Berbanding dengan kunci mutex, kunci baca-tulis mempunyai konkurensi yang lebih tinggi dan kurang pertengkaran kunci. Jika kebanyakan operasi ialah operasi baca, menggunakan kunci baca-tulis dan bukannya kunci mutex boleh meningkatkan prestasi.

4. Pelaksanaan pembolehubah keadaan

Pembolehubah keadaan ialah mekanisme penyegerakan lanjutan yang boleh membuatkan urutan tidur dan menunggu syarat tertentu dipenuhi. Pembolehubah keadaan juga disediakan dalam pakej penyegerakan dan boleh dilaksanakan menggunakan jenis Cond. Berikut ialah contoh program:

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    count   int
    waiters int
    lock    sync.Mutex
    cond    *sync.Cond = sync.NewCond(&lock)
)

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 10; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            lock.Lock()
            for count < 5 {
                waiters++
                cond.Wait()
                waiters--
            }
            fmt.Println("Count:", count)
            lock.Unlock()
            wg.Done()
        }()
    }
    for i := 0; i < 5; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            lock.Lock()
            count++
            if waiters > 0 {
                cond.Signal()
            }
            lock.Unlock()
            wg.Done()
        }()
    }
    wg.Wait()
}

Dalam kod di atas, kami mentakrifkan kiraan kaunter dan kiraan pelayan bagi rangkaian menunggu. Kemudian mulakan 10 goroutine untuk menunggu kaunter mencapai 5, dan keluarkan nilai kaunter apabila kaunter mencapai 5. Mulakan 5 lagi goroutine untuk menambah 1 ke kaunter. Apabila kaunter mencapai 5, hubungi cond.Signal() untuk membangunkan goroutine yang menunggu.

Perlu diingatkan bahawa kunci mutex mesti diperolehi sebelum menggunakan pembolehubah keadaan, jika tidak jalan buntu akan berlaku.

5. Ringkasan

Artikel ini memperkenalkan tiga jenis kunci biasa di Golang: kunci mutex, kunci baca-tulis dan pembolehubah keadaan. Kunci Mutex ialah kunci yang paling biasa digunakan untuk menghalang berbilang benang daripada mengakses sumber yang dikongsi pada masa yang sama. Kunci baca-tulis membenarkan berbilang operasi baca, tetapi hanya operasi tulis eksklusif. Pembolehubah keadaan ialah mekanisme penyegerakan lanjutan yang membolehkan utas menunggu untuk syarat tertentu dipenuhi.

Apabila menulis program Golang, memilih jenis kunci yang sesuai adalah penting untuk mencapai keselamatan serentak. Adalah perlu untuk memilih jenis kunci yang sesuai mengikut senario aplikasi dan keperluan khusus untuk meningkatkan prestasi konkurensi.

Atas ialah kandungan terperinci Cara melaksanakan kunci menggunakan Golang. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!