golang開發:CSP-WaitGroup Mutex

2020 年 9 月 15 日
筆記
golang

CSP 是 Communicating Sequential Process 的簡稱，中文可以叫做通訊順序進程，是一種並發編程模型，最初於Tony Hoare的1977年的論文中被描述，影響了許多程式語言的設計。

golang CSP模型

golang語言並沒有完全實現了CSP模型的所有理論，僅僅是借用了 process和channel這兩個概念。process是在golang語言上的表現就是 goroutine, 是實際並發執行的實體，每個實體之間是通過channel通訊來實現數據共享。
最經典的數據通訊共享理論

以通訊的方式來共享記憶體

Do not communicate by sharing memory; instead, share memory by communicating

不要以共享記憶體的方式來通訊，相反，要通過通訊來共享記憶體。
這是golang實現高並發的基礎通訊理論。
在golang語言上面，就是通過channel實現多個goroutine的數據通訊。

sync.WaitGroup使用

如果需要讓多個goroutine都執行完成，就是用使用time.sleep，延遲幾秒保證每個goroutine都能執行到。

func testPrint(i int) {
	fmt.Println(i)
}
func main() {
	for i:=0;i<5;i++ {
		go testPrint(i)
	}
	time.Sleep(time.Second)
}

但是在生產項目裡面就沒法這麼寫了，延遲1S有可能所有goroutine沒執行完成，延遲1000S可能1毫秒就執行完了，其他999S都是等待，延長了程式執行時間。
所以就有sync.WaitGroup

func testPrint(wg *sync.WaitGroup, i int) {
	fmt.Println(i)
	wg.Done()
}
func main() {
	var wg = new(sync.WaitGroup)
	for i:=0;i<5;i++ {
		wg.Add(1)
		go testPrint(wg,i)
	}
	wg.Wait()
}

WaitGroup比較容易理解，其實就是一個內部計數器，在執行goroutine行為之前執行 wg.Add(1)，給計數器+1，執行完之後，執行wg.Done()，表示這個goroutine執行完成，計數器內部-1，wg.Wait()會阻塞程式碼的運行，等待所有的添加進WaitGroup的goroutine全部執行完畢(計數器減為0)，再退出程式。
非常完美的解決了等待所有goroutine執行完畢的需要。

sync.Mutex

sync.Mutex，互斥鎖排它鎖。
我們需要維護一個變數，保證每個goroutine都能成功的修改它，如果沒有互斥鎖可能就是下面的程式碼

func testPrint(wg *sync.WaitGroup, i int) {
	count++
	fmt.Println(i)
	wg.Done()
}
var count int
func main() {
	count = 0
	var wg = new(sync.WaitGroup)
	for i:=0;i<500;i++ {
		wg.Add(1)
		go testPrint(wg,i)
	}
	wg.Wait()
	fmt.Printf("count:%d",count)
}

預期應該是特定的值，500，其實經常性的不是500.就是因為多個goroutine同時去修改count值了，加上互斥鎖試一下。

func testPrint(wg *sync.WaitGroup, i int) {
	defer func() {
		mu.Unlock()
	}()
	mu.Lock()
	count++
	fmt.Println(i)
	wg.Done()
}
var count int
var mu *sync.Mutex
func main() {
	count = 0
	mu = new(sync.Mutex)
	var wg = new(sync.WaitGroup)
	for i:=0;i<500;i++ {
		wg.Add(1)
		go testPrint(wg,i)
	}
	wg.Wait()
	fmt.Printf("count:%d",count)
}

結果是定值500，跟預想的一致。

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