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数据竞争和内存重分配Golang slice并发不安全问题解决

作者:及尔偕老lp

这篇文章主要为大家介绍了数据竞争和内存重分配Golang slice并发不安全问题解决,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪

Golang 中的 slice 为什么是并发不安全的?

一、并发不安全的

在Go语言中,slice是并发不安全的,主要有以下两个原因:数据竞争、内存重分配。

数据竞争:slice底层的结构体包含一个指向底层数组的指针和该数组的长度,当多个协程并发访问同一个slice时,有可能会出现数据竞争的问题。例如,一个协程在修改slice的长度,而另一个协程同时在读取或修改slice的内容。

内存重分配:在向slice中追加元素时,可能会触发slice的扩容操作,在这个过程中,如果有其他协程访问了slice,就会导致指向底层数组的指针出现异常。

二、并发场景

多个协程同时向 slice 追加元素,会有一部分元素被追加到了旧的底层数组里,最终 slice 的长度小于目标值。

func main() {
    a := make([]int, 0)
    for i := 0; i < 10000; i++ {
        go func(i int) {
            a = append(a, i)
        }(i)
    }
    fmt.Println(len(a)) // 9015 < 10000
}

三、实现 slice 并发安全

要实现 slice 并发安全,有两种方法:加互斥锁、使用channel串行化操作。

方式一:使用互斥锁 sync.Mutex

追加元素之前调用 Lock() 函数加锁,追加完后,调用 Unlock() 解锁。

func main() {
    var lock sync.Mutex //互斥锁
    a := make([]int, 0)
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 10000; i++ {
        wg.Add(1)
        go func(i int) {
            defer wg.Done()
            lock.Lock()
            defer lock.Unlock()
            a = append(a, i)
        }(i)
    }
    wg.Wait()
    fmt.Println(len(a))
    // equal 10000
}

最终 slice 的长度等于目标值。

方式二:使用channel串行化操作

生产者生产元素,发送到通道中,消费者从通道中接收元素,追加到 slice 中。使用无缓冲通道,接收方、发送方必须同时存在,负责任意一方都会阻塞。

func main() {
    buffer := make(chan int)
    a := make([]int, 0)
    // 消费者
    go func() {
        for v := range buffer {
            a = append(a, v)
        }
    }()
    // 生产者
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 10000; i++ {
        wg.Add(1)
        go func(i int) {
            defer wg.Done()
            buffer <- i
        }(i)
    }
    wg.Wait()
    fmt.Println(len(a))
    // equal 10000
}

最终 slice 的长度等于目标值。

两种方式的比较

加互斥锁适合于对性能要求不高的场景,毕竟锁的粒度太大,这种方式属于通过共享内存来实现通信。channle 适合于对性能要求大的场景,channle 就是专用于 goroutine 间通信的,这种方式属于通过通信来实现共享内存。

以上就是数据竞争和内存重分配Golang slice并发不安全问题解决的详细内容,更多关于Golang slice并发安全的资料请关注脚本之家其它相关文章!

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