Golang 函数并发编程如何避免死锁和竞态条件？-Golang-PHP中文网

Golang 函数并发编程如何避免死锁和竞态条件？

王林

发布： 2024-09-22 19:21:02

原创

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并发编程中，死锁和竞态条件是常见的挑战。避免死锁和竞态条件的策略包括：使用同步原语（锁和同步通道）协调对共享资源的访问。限制 goroutine 共享的状态。通过一个 goroutine 序列化对共享资源的访问。使用原子操作确保对基本类型变量的并发更新是安全的。

Golang 函数并发编程如何避免死锁和竞态条件？

Go 语言函数并发编程：避免死锁和竞态条件

简介

并发编程是 Go 语言的一大优势，它允许程序员编写并发运行的代码，从而充分利用多核处理器的优势。然而，并发编程也带来了新的挑战，如死锁和竞态条件。

死锁

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死锁发生在多个 goroutine 相互等待资源时。例如：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)

var (
    balance = 100
    mu      sync.Mutex
)

func deposit(amount int) {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()
    balance += amount
}

func withdraw(amount int) {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()
    if balance < amount {
        return
    }
    balance -= amount
}

func main() {
    go deposit(50)
    go withdraw(75)
    time.Sleep(100 * time.Millisecond)
    fmt.Println(balance) // 会输出 100，因为两个 goroutine 相互等待，导致死锁
}

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竞态条件

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竞态条件发生在并发访问同一资源时。例如：

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

var balance = 100

func deposit(amount int) {
    for i := 0; i < amount; i++ {
        balance++
    }
}

func withdraw(amount int) {
    for i := 0; i < amount; i++ {
        if balance > 0 {
            balance--
        }
    }
}

func main() {
    go deposit(50)
    go withdraw(75)
    time.Sleep(100 * time.Millisecond)
    fmt.Println(balance) // 会输出一个不可预测的值，因为两个 goroutine 可能会交替执行，导致余额不正确
}

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避免死锁和竞态条件

避免死锁和竞态条件的主要策略如下：

使用同步原语：同步原语（如锁和同步通道）可以协调对共享资源的访问，防止竞争导致死锁或竞态条件。
限制共享状态：尽量减少goroutine 共享的状态，这样就减少了发生冲突的可能性。
序列化访问：通过一个 goroutine 序列化对共享资源的访问，可以消除并发访问引起的风险。
使用原子操作：针对基本类型，使用原子操作可以确保对单一共享变量值的并发更新是安全的。

实战案例

以下是一个使用锁并发更新余额的示例：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)

var (
    balance = 100
    mu      sync.Mutex
)

func deposit(amount int) {
    mu.Lock()
    balance += amount
    mu.Unlock()
}

func withdraw(amount int) {
    mu.Lock()
    if balance < amount {
        mu.Unlock()
        return
    }
    balance -= amount
    mu.Unlock()
}

func main() {
    go deposit(50)
    go withdraw(75)
    time.Sleep(100 * time.Millisecond)
    fmt.Println(balance) // 会输出 25，因为锁确保了对余额的并发访问是安全的
}

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