GoLang切片并发安全解决方案详解
作者:~庞贝
这篇文章主要介绍了GoLang切片并发安全问题的解决,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习吧
1.介绍切片并发问题
关于切片的,Go语言中的切片原生支持并发吗?
2.实践检验真理
实践是检验真理的唯一标准,所以当我们遇到一个不确定的问题,直接写demo来验证,因为切片的特点,我们可以分多种情况来验证
1.不指定索引,动态扩容并发向切片添加数据
2.指定索引,指定容量并发向切片添加数据
- 不指定索引,动态扩容并发向切片添加数据
不指定索引,动态扩容并发向切片添加数据:
通过打印数据发现每次len与cap的结果都不一致
func concurrentAppendSliceNotForceIndex() { sl := make([]int, 0) wg := sync.WaitGroup{} for index := 0; index < 100; index++ { k := index wg.Add(1) go func(num int) { sl = append(sl, num) wg.Done() }(k) } wg.Wait() fmt.Println(sl) fmt.Printf("final len(sl)=%d cap(sl)=%d\n", len(sl), cap(sl)) } func main() { concurrentAppendSliceNotForceIndex() /*第一次运行代码后,输出:[2 0 1 5 6 7 8 9 10 4 17 11 12 13 14 15 16 21 18 19 20 23 22 24 25 26 39 27 28 29 30 31 35 55 54 56 57 58 59 60 61 62 64 63 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 86 91 92 93 94 96 95 97 98 99] final len(sl)=74 cap(sl)=128*/ //第二次运行代码后,输出:省略切片元素输出... final len(sl)=81 cap(sl)=128 //第二次运行代码后,输出:省略切片元素输出... final len(sl)=77 cap(sl)=128 }
- 指定索引,指定容量并发向切片添加数据
指定索引,指定容量并发向切片添加数据:
通过结果我们可以发现符合我们的预期,长度和容量都是100
func concurrentAppendSliceForceIndex() { sl := make([]int, 100) wg := sync.WaitGroup{} for index := 0; index < 100; index++ { k := index wg.Add(1) go func(num int) { sl[num] = num wg.Done() }(k) } wg.Wait() fmt.Println(sl) fmt.Printf("final len(sl)=%d cap(sl)=%d\n", len(sl), cap(sl)) } func main() { concurrentAppendSliceForceIndex() /*第一次运行代码后,输出:[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 7 9 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99] final len(sl)=100 cap(sl)=100*/ /*第一次运行代码后,输出:[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 7 9 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99] final len(sl)=100 cap(sl)=100*/ /*第一次运行代码后,输出:[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 7 9 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99] final len(sl)=100 cap(sl)=100*/ }
3.回答切片并发安全问题
我们都知道切片是对数组的抽象,其底层就是数组,在并发下写数据到相同的索引位会被覆盖,并且切片也有自动扩容的功能,当切片要进行扩容时,就要替换底层的数组,在切换底层数组时,多个goroutine是同时运行的,哪个goroutine先运行是不确定的,不论哪个goroutine先写入内存,肯定就有一次写入会覆盖之前的写入,所以在动态扩容时并发写入数组是不安全的;
所以当别人问你slice支持并发时,你就可以这样回答它:
当指定索引使用切片时,切片是支持并发读写索引区的数据的,但是索引区的数据在并发时会被覆盖的;当不指定索引切片时,并且切片动态扩容时,并发场景下扩容会被覆盖,所以切片是不支持并发的~。
4.解决切片并发安全问题方式
针对上述问题,我们可以多种方法来解决切片并发安全的问题:
1.加互斥锁
2.使用channel串行化操作
3.使用sync.map代替切片
5.附
设置为1的的时候,runtime.GOMAXPROCS(1)
package main import ( "fmt" "runtime" "sync" ) func concurrentAppendSliceNotForceIndex() { sl := make([]int, 0) wg := sync.WaitGroup{} for index := 0; index < 100; index++ { k := index wg.Add(1) go func(num int) { sl = append(sl, num) wg.Done() }(k) } wg.Wait() fmt.Println(sl) fmt.Printf("final len(sl)=%d cap(sl)=%d\n", len(sl), cap(sl)) } func main() { runtime.GOMAXPROCS(1) concurrentAppendSliceNotForceIndex() /* [99 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 5 5 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98] final len(sl)=100 cap(sl)=128 */ /* [13 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 99 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 5 5 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98] final len(sl)=100 cap(sl)=128 */ /* [10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 99 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 5 5 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98] final len(sl)=100 cap(sl)=128 */ }
package main import ( "fmt" "runtime" "sync" ) var wg sync.WaitGroup var sl []int func add() { for index := 0; index < 100; index++ { sl = append(sl, index) } wg.Done() } func main() { runtime.GOMAXPROCS(1) wg.Add(1) go add() wg.Wait() //无论执行多少次都输出一下结果 fmt.Println(sl) fmt.Printf("final len(sl)=%d cap(sl)=%d\n", len(sl), cap(sl)) /* [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 6 3 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99] final len(sl)=100 cap(sl)=128 */ }
package main import ( "fmt" "runtime" "sync" ) var wg sync.WaitGroup var sl []int func add() { for index := 0; index < 50; index++ { sl = append(sl, index) } wg.Done() } func main() { runtime.GOMAXPROCS(1) wg.Add(2) go add() go add() wg.Wait() //无论执行多少次都输出一下结果 fmt.Println(sl) fmt.Printf("final len(sl)=%d cap(sl)=%d\n", len(sl), cap(sl)) /* [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49] final len(sl)=100 cap(sl)=128 */ }
不限数量:
package main import ( "fmt" "sync" ) var wg sync.WaitGroup var sl []int func add() { for index := 0; index < 50; index++ { sl = append(sl, index) } wg.Done() } func main() { wg.Add(2) go add() go add() wg.Wait() fmt.Println(sl) fmt.Printf("final len(sl)=%d cap(sl)=%d\n", len(sl), cap(sl)) /* [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49] final len(sl)=82 cap(sl)=128 */ }
加锁
package main import ( "fmt" "sync" ) var wg sync.WaitGroup var sl []int var lock sync.Mutex func add() { for index := 0; index < 50; index++ { lock.Lock() sl = append(sl, index) lock.Unlock() } wg.Done() } func main() { wg.Add(2) go add() go add() wg.Wait() fmt.Println(sl) fmt.Printf("final len(sl)=%d cap(sl)=%d\n", len(sl), cap(sl)) /* [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49] final len(sl)=100 cap(sl)=128 */ /* [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 33 34 35 3 6 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49] final len(sl)=100 cap(sl)=128 */ }
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