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golang并发控制设计模式

王林

发布： 2024-06-10 11:24:01

原创

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在 go 中，用于并发控制的设计模式有：读写锁：允许并发读取，仅允许一个写入操作，确保写入操作被串行化，最大化读取操作的并发性。通道：轻量级通信机制，用于在协程之间传递数据，可用于同步协程、限制并发度和实现管道流水线。锁竞争技巧：例如使用 sync.once，可避免多个协程同时尝试获取同一把锁产生的开销。这些设计模式有助于有效管理并发，提高应用程序的吞吐量和响应能力。

golang并发控制设计模式

Go 中的并发控制设计模式

引言

在 Go 中，并发编程是一个常见的需求。然而，管理并发的复杂性可能是具有挑战性的。设计模式提供了一种结构化的方式来解决常见问题，包括并发控制。

读写锁

读写锁允许并发读取，但仅允许一个写入操作。它保证写入操作被串行化，同时最大化读取操作的并发性。以下示例展示了如何使用读写锁：

import (
    "sync"
)

type Counter struct {
    sync.RWMutex
    count int
}

func (c *Counter) Increment() {
    c.Lock()
    defer c.Unlock()
    c.count++
}

func (c *Counter) GetCount() int {
    c.RLock()
    defer c.RUnlock()
    return c.count
}

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通道

通道（Channel）是一种轻量级通信机制，用于在 goroutine 之间传递数据。它们可以用于同步 goroutine、限制并发度和实现管道流水线。以下示例展示了如何使用通道限制并发度：

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import (
    "sync"
)

var wg sync.WaitGroup
const maxConcurrency = 10

func DoWork(work chan<- int, done <-chan struct{}) {
    defer wg.Done()
    for {
        select {
        case <-done:
            return
        case workLoad := <-work:
            // Do work using workLoad
        }
    }
}

func main() {
    work := make(chan int, maxConcurrency)
    done := make(chan struct{})
    for i := 0; i < 100; i++ {
        wg.Add(1)
        go DoWork(work, done)
    }
    // Signal done to all goroutines once work is finished
    close(done)
    wg.Wait()
}

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锁竞争

锁竞争是当多个 goroutine 同时尝试获取同一把锁时发生的。虽然锁对于串行化操作是必要的，但它们也会引入开销。以下示例展示了如何通过使用 sync.Once 来避免锁竞争：

import (
    "sync"
)

var counter int
var once sync.Once

func IncrementCounter() {
    once.Do(func() {
        counter++
    })
}

func main() {
    for i := 0; i < 100; i++ {
        go IncrementCounter()
    }
}

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