Golang并发编程:经典问题解析和策略优化 Go语言设计之初便将并发编程支持设计在了语言层面,使得Go语言处理高并发场景的性能表现十分优秀。但是,并发编程也是比较难掌握和理解的,因此在实际开发中,我们可能会遇到一些经典的并发问题。本篇文章将会讲解这些问题以及如何进行策略优化。 1. 竞态条件 竞态条件是指多个线程(goroutine)访问共享资源的执行次序不确定,最终的结果是受到多个线程执行时序的影响的。在Golang中,使用mutex可以解决竞态条件问题。 ```go import "sync" var mutex = &sync.Mutex{} func main() { mutex.Lock() // critical section mutex.Unlock() } ``` 2. 死锁 死锁是指两个或两个以上的线程(goroutine)彼此等待对方释放资源而导致的一种阻塞现象。引起死锁的原因一般是程序逻辑中存在循环等待的情况,而解决死锁问题最简单的方法就是避免循环等待。 ```go type ChopStick struct { sync.Mutex } type Philosopher struct { leftCS, rightCS *ChopStick } func (p *Philosopher) eat() { for { p.leftCS.Lock() p.rightCS.Lock() //critical section p.leftCS.Unlock() p.rightCS.Unlock() } } func main() { chopsticks := make([]*ChopStick, 5) for i := 0; i < 5; i++ { chopsticks[i] = &ChopStick{} } philosophers := make([]*Philosopher, 5) for i := 0; i < 5; i++ { philosophers[i] = &Philosopher{chopsticks[i], chopsticks[(i+1)%5]} } for i := 0; i < 5; i++ { go philosophers[i].eat() } } ``` 在以上代码中,我们先声明了一个ChopStick类型和一个Philosopher类型,然后定义每位哲学家的左右手筷子,最后并发启动每位哲学家的eat()方法。但是,这个代码存在死锁的问题,因为最后一位哲学家的左右手筷子都已被其他哲学家拿走,他无法获得两只筷子进行进餐。这个死锁可以通过改变哲学家拿筷子的先后顺序来避免。 3. 资源耗尽 资源耗尽是指并发程序使用系统资源过量,导致系统无法承载更多的线程(goroutine)运行的情况。我们可以通过限制线程池的大小和调整代码逻辑优化资源占用。 ```go import ( "time" ) func worker(id int, jobs <-chan int, results chan<- int) { for j := range jobs { time.Sleep(time.Second) fmt.Println("worker", id, "started job", j) results <- j * 2 fmt.Println("worker", id, "finished job", j) } } func main() { jobs := make(chan int, 100) results := make(chan int, 100) for w := 1; w <= 3; w++ { go worker(w, jobs, results) } for j := 1; j <= 9; j++ { jobs <- j } close(jobs) for a := 1; a <= 9; a++ { <-results } } ``` 在以上代码中,我们定义了一个worker()函数模拟对任务进行处理,jobs和results两个channel用于分别存储任务和处理结果。但是,如果我们的任务数过多,那么系统将会出现资源耗尽的问题,因此我们可以通过调整channel的大小和增加worker数量的方式优化程序的资源占用。 本篇文章介绍了三种并发编程中经典的问题以及对应的解决策略,这些策略在实际开发中非常实用,需要开发者掌握并学会在实践中灵活运用。