golang协程同步的几种方法

本文简要介绍下go中协程的几种同步方法。

协程概念简要理解

协程类似线程，是一种更为轻量级的调度单位，但协程还是不同于线程的，线程是系统级实现的，常见的调度方法是时间片轮转法，如每隔10ms切换一个线程执行。

协程则是应用软件级实现，它和线程的原理差不多，当一个协程调度到另一个协程时，将上一个协程的上下文信息压入堆栈，来回切换。一个线程可以跑很多个协程，由这个线程来调度协程的切换，如果是C/C++的话底层就能通过select/poll/epoll来做，例如微信后台的开源libco库。

golang协程底层不是C，纯go实现，golang的协程应该是目前各类有协程概念的语言中实现的最完整和成熟的，调度是基于GPM模型实现的，有兴趣可以去了解下，这里不扯远了，下面看看协程的同步。

为什么要做同步

至于为什么需要同步呢，类似线程要做同步差不多，现在的cpu都是多核，假设一核一个线程同时一起访问同一块内存中的数据吗，那么可能上一ns第一个线程刚把数据从寄存器拷贝到内存，第二个线程马上又把此数据用它修改的值给覆盖了，这样共享数据变会乱套。

举个例子 :

用2个协程序并发各自增一个全局变量100 0000 次

package main 

import(
    "fmt"
    "time"
)

var share_cnt uint64 = 0

func incrShareCnt() {
    for i:=0; i < 1000000; i++ {
        share_cnt++
    }
    
    fmt.Println(share_cnt)
}

func main()  {
    
    for i:=0; i < 2; i++ {
        go incrShareCnt()
    }


    time.Sleep(1000*time.Second)

}

运行4次 ， 可以看到我们虽然自增了200 0000次，但没有一个输出200 0000的结果.

协程的几种同步方法

Mutex

互斥锁，可以创建为其他结构体的字段；零值为解锁状态。Mutex类型的锁和线程无关，可以由不同的线程加锁和解锁。

package main

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

var share_cnt uint64 = 0

var lck sync.Mutex

func incrShareCnt() {
    for i:=0; i < 1000000; i++ {
        lck.Lock()
        share_cnt++
        lck.Unlock()
    }
    
    fmt.Println(share_cnt)
}

func main()  {
    
    for i:=0; i < 2; i++ {
        go incrShareCnt()
    }


    time.Sleep(1000*time.Second)

}

channel

使用golang的channel,下面一个典型的生产消费模型

package main 

import(
    "fmt"
    "time"
    "strconv"
)

func main() {

    msg_chan := make(chan string)
    done     := make(chan bool)


    i := 0

    go func() {
        for  {
            i++
            time.Sleep(1*time.Second)
            msg_chan <- "on message"
            <- done
        }
    }()

    go func() {
        for {
            select {
            case msg := <- msg_chan :
                i++
                fmt.Println(msg + " " + strconv.Itoa(i))
                time.Sleep(2*time.Second)
                done <- true
            }
        }

    }()


    time.Sleep(20*time.Second)
}

WaitGroup

sync包中的WaitGroup可用等待一组协程的结束。
父协程通过Add方法来设定应等待的线程的数量。
每个被等待的协程在结束时调用Done方法。
同时，主协程里调用Wait方法阻塞至所有线程结束。

package main

import(
    "sync"
    "net/http"
)

var wg sync.WaitGroup
var urls = []string{
    "http://www.baidu.com/","http://www.taobao.com/","http://www.tianmao.com/",}
func main() {

for _,url := range urls {
    // Increment the WaitGroup counter.
    wg.Add(1)
    // Launch a goroutine to fetch the URL.
    go func(url string) {
        // Decrement the counter when the goroutine completes.
        defer wg.Done()
        // Fetch the URL.
        http.Get(url)
    }(url)
}
// Wait for all HTTP fetches to complete.
wg.Wait()

}