编程中使用锁

基础之锁的初识

当我们的程序就一个线程的时候是不需要用到锁的，但是通常我们实际的代码不会是单个线程的，所有这个时候就需要用到锁了，那么关于锁的使用场景主要涉及到哪些呢？

1. 当我们多个线程在读相同的数据的时候则是需要加锁的
2. 当我们的程序既有读又有写的时候更是需要加锁的
3. 当我们有多个线程在写的时候同样也是需要加锁

互斥锁

互斥锁：同一个时刻只有一个线程能够拿到锁

我们先通过一个例子来演示，如果当多个线程同时更改一个变量，结果会是怎么样

不加锁版本

package main

import (
    "sync"
    "fmt"
)

var (
    //lock sync.Mutex
    count int
    w sync.WaitGroup  //用于等待子线程执行完之后退出
)

func main() {
    w.Add(1) // 在调用线程前执行w.add
    go func(){
        for i:=0;i<100000;i++{
            count++
        }
        w.Done()  //执行完 执行w.Done
    }()
    for i :=0;i<100000;i++{
        count++
    }
    w.Wait() // 最后执行w.wait等待所有的线程执行完毕
    fmt.Println(count)

}

当我们运行多次就可以发现，最后的结果基本不可能是我们先看到的：200000
我们修改代码代码需要加锁保护的地方加上锁，并且这里加的是互斥锁，修改后的代码为：

加锁版本

package main

import (
    "sync"
    "fmt"
)

var (
    lock sync.Mutex
    count int
    w sync.WaitGroup  //用于等待子线程执行完之后退出
)

func main() {
    w.Add(1) // 在调用线程前执行w.add
    go func(){
        for i:=0;i<100000;i++{
            lock.Lock()
            count++
            lock.Unlock()
        }
        w.Done()  //执行完 执行w.Done
    }()
    for i :=0;i<100000;i++{
        lock.Lock()
        count++
        lock.Unlock()
    }
    w.Wait() // 最后执行w.wait等待所有的线程执行完毕
    fmt.Println(count)

}

这次当我们多次运行的时候，就能保证我们每次都能看到我们想要的值：200000

读写锁

读写锁主要用到读多写少的场景
读写锁分为：读锁和写锁

• 如果自己设置了一个写锁，那么其他读的线程以及写的线程都拿不到锁，这个时候和互斥锁的功能相同
• 如果自己设置了一个读锁，那么其他写的线程是拿不到锁的，但是其他读的线程都是可以拿到这个锁

写锁

package main

import (
    "sync"
    "fmt"
)    

var (
    rwlock sync.RWMutex
    w sync.WaitGroup
    count int
)


func main() {
    w.Add(1)
    go func(){
        for i:=0;i<1000000;i++{
            rwlock.Lock() // 这里定义了一个写锁
            count++
            rwlock.Unlock()
        }
        w.Done()
    }()

    for i:=0;i<1000000;i++{
        rwlock.Lock() // 这里定义了一个写锁
        count++
        rwlock.Unlock()
    }
    w.Wait()
    fmt.Println(count)
}

通过设置写锁，我们同样可以实现数据的一致性
下面是一个读锁的使用例子：

加读锁版本

package main

import (
    "sync"
    "fmt"
)

var (
    rwlock sync.RWMutex
    w sync.WaitGroup
    count int
)


func main() {
    w.Add(1)
    go func(){
        for i:=0;i<1000000;i++{
            rwlock.Lock() // 这里定义了一个写锁
            count++
            rwlock.Unlock()
        }
        w.Done()
    }()

    for i:=0;i<16;i++{
        w.Add(1)
        go func(){
            rwlock.RLock() //这里定义了一个读锁
            fmt.Println(count)
            rwlock.RUnlock() //释放读锁
            w.Done()
        }()
    }
    w.Wait()
    fmt.Println(count)
}

原子操作

原子操作，我们则不需加锁，也能保证数据的一致性
并且如果只是计算，那么原子操作则是最快的

• 实例代码：

package main

import (
    "sync"
    //"time"
    "sync/atomic"
    "fmt"
)

var (
    w sync.WaitGroup
    count int32
)


func main() {
    w.Add(1)
    //start := time.Now().UnixNano()
    go func() {
        for i:=0;i<1000000;i++{
            atomic.AddInt32(&count,1)
        }
        w.Done()
    }()

    for i:=0;i<1000000;i++{
        atomic.AddInt32(&count,1)
    }
    w.Wait()
    //end := time.Now().UnixNano()
    //fmt.Println((end- start)/1000/1000)
    fmt.Println(count)
}