Go 并发编程技巧
2024-01-09 11:06:00 0 举报AI智能生成
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在Go语言中，并发编程是一个重要的话题。以下是一些核心的并发编程技巧，这些技巧可以帮助你更有效地使用Go语言进行并发编程，提高程序的性能和稳定性。
作者其他创作
大纲/内容
是每一种参数函数都执行一次吗？
如何保障只执行参数函数一次的？如果执行时发生panic，会在再执行一次吗？
可能会产出死锁问题吗？如何避免？
提问
特点：双重检查，快慢路径结合
注意功能缺失：对 done 字段赋值用的是原子操作，并且该操作在 defer 语句中
注意阻塞：Do 方法只会在参数函数执行结束之后把 done 字段的值变为1
内部实现
单次执行 sync.Once
计数器的值可以小于 0 吗？
使用时导致 panic 的原因有几种？
不要让计数器值小于0，否则会引发 panic
保证计数周期完整性，防止操作并发执行，否则可能会引发 panic
内部实现：一个计数器
错误案例
标准流程：先统一ADD，在并发Done，最后Wait
任务编排 sync.WaitGroup
“可撤销”代表着什么？撤销一个 Context 值意味着什么？撤销信号是如何在上下文树中传播的？
怎样通过 Context 值携带数据？如何从中获取数据？可以修改数据吗？
Context值在传达撤销信号的时候是广度优先的，还是深度优先的？
Background()
TODO()
根 Context 值
只能手动撤销 - WithCancel
可以定时撤销 - WithTimeout、WithDeadline
可撤销的 Context 值
含数据的 Context 值 - WithValue
按 Context 值划分
四个繁衍 Context 值的函数
Done()：返回一个用于调用方感知“撤销信号”的通道
Err()：感知到“撤销”的具体原因
撤销过程
含数据的 Context 值不能被撤销，而可撤销的 Context 值有无法携带数据就，信号递归按上下文树叶子节点的方向传播
实现一对多的协作流程：Channel VS WaitGroup VS Context
数据共享 context.Context
golang.org/x/sync/errgroup
golang.org/x/sync/singleflight
混合使用案例
如何定义临时对象？
存在意义：帮助程序实现可伸缩性，加过执行速度，节省内存
为什么说临时对象池中的值会被及时地清理掉？
存储值所用的数据结构？
本地池与各个 G 的对应关系
获取临时对象的步骤
并不是开箱即用的，需要指定默认取值函数，否则调用 Get 方法可能得到 nil
New
Put
最后依然无获取到，就会调用默认函数获取结果值，直接返回给调用方，其值并不会存入到对象池中
Get
使用
fmt 包
案例
临时对象池 sync.Pool
高级同步工具
map 并发安不安全？只读是线程安全的，同时读写、同时写写不是线程安全的，会报panic。
键类型的选择？必须支持判等操作
Map + 读写锁(sync.RWMutex)
适合场景
基本思想
存储结构
sync.Map 中 read 与 dirty 的互换
内部机制
基础使用方式
动态类型封装
sync.Map
适用场景
内部机制：Map + 分片锁
orcaman/concurrent-map
alphadose/haxmap
线程安全的 map
Map
切片并发安不安全？ slice在并发执行中不会报错，但是数据会丢失
加锁
使用 channel 串行化操作
线程安全的 list
Slice
intsets
集合操作
优化底层存储的数组大小
你真的彻底理解切片结构了吗？
根本原因
核心问题：保证一致性和正确性
let it crash
锁机制
共享数据
基于 channel
基于 Actor
消息传递
并发线程间的通信
并发思想
作用：保护临界区/共享资源
Mutex
RWMutex
分类
实现 Locker 接口
检查数据竞争data race
锁
作用：当共享资源状态改变时，通知被互斥锁阻塞的线程；而当条件不满足时，线程不用重复检查等待通知即可；
基于锁进行初始化
1. 将调用这个方法 goroutine 加入到当前变量的通知队列中
2. 解锁当前条件变量基于的那个互斥锁，因此在调用 wati( )前必须锁定那个互斥锁，否则会引发 panic
3. 让当前的 goroutine 处于等待状态，等待通知唤醒；此时会阻塞在 wait() 这行代码上。
4. 被通知唤醒后，决定唤醒 goroutine 时重新锁定这个条件变量基于的互斥锁
wait - 等待通知
必须在互斥锁的保护下执行
signal - 单发通知
broadcast - 广播通知
操作方法
不用必须在互斥锁的保护下执行
为什么用for语句来包裹其wait()的表达式，用if语句不行吗？
条件变量的通知具有即时性
sync.Cond 不能被复制
与锁之前关系？必须基于锁才能发挥作用
注意事项
常见用武之地：广播通知
条件变量 Cond
定义
发送操作
接收操作
基本特性
概要
通道工厂模式
生产者消费者模式
管道和选择器模式
Futures模式
不返回结果
有返回结果
信号量模式
常见语法
使用for range读channel
使用 select 切换协程
使用channel的声明控制读写权限
使用close(ch)关闭所有下游协程
单个协程的退出
常见语句
结合计时器 Ticker，限制处理频率
结合定时器Timer，进行周期请求、操作加上超时检测
信号量
增强并发-并行化
惰性生成器
常见应用
传递数据时 - 传递结构体的指针而非结构体
传递信号时 - 传递空struct
使用技巧
消息传递 Channel
原子性执行&原子操作
Store - 存储
Load -加载
Add - 加数
Swap - 交换
CompareAndSwap - 比较并交换
为什么操作函数入参都是指针类型？
int32/int64/uint32/uint64/uintptr
unsafe.Pointer - 没有提供add操作
可操作的数据类型有哪些？
AddUint32/AddUint64 操作可以做减法吗？可以
提供几种原子操作
Value：存储任意类型的值
原子操作 sync/atomic
并发原语
Uber工程师对真实世界并发问题的研究
官方文档
中文参考文档
参考资料
Go 并发编程
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