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Golang sync同步原语与并发控制实践

P粉602998670

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发布时间:2025-09-29 16:06:01

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来源于php中文网

原创

golang sync同步原语与并发控制实践

Go语言通过简洁的并发模型和丰富的同步原语,让开发者能高效地编写安全的并发程序。sync包是实现协程间协调的核心工具集,掌握其常用类型和使用场景,对构建高并发、无竞态的应用至关重要。

sync.Mutex:互斥锁保护共享资源

当多个goroutine同时读写同一变量时,容易引发数据竞争。Mutex通过加锁机制确保同一时间只有一个协程能访问临界区。

使用时需注意:

  • 尽量缩小加锁范围,避免长时间持有锁影响性能
  • 务必成对调用Lock和Unlock,推荐用defer保证释放
  • 不要复制已使用的Mutex,可能导致状态不一致
示例:计数器并发安全封装
var mu sync.Mutex
var counter int

func increment() {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()
    counter++
}

sync.RWMutex:读写分离提升性能

对于读多写少的场景,RWMutex允许并发读取,仅在写操作时独占访问,显著提高吞吐量。

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关键方法:

  • R Lock / RUnlock:获取读锁,可多个协程同时持有
  • Lock / Unlock:获取写锁,排他性访问

适合缓存、配置中心等高频读取的结构。注意写锁饥饿问题,频繁写入会阻塞后续读操作。

sync.WaitGroup:等待一组任务完成

WaitGroup用于主线程等待所有子goroutine结束,常用于并发任务编排。

使用模式固定:

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  • 主协程设置计数器 Add(n)
  • 每个子协程执行完调用 Done()
  • 主协程调用 Wait() 阻塞直到计数归零
典型用法:
var wg sync.WaitGroup
for i := 0; i < 10; i++ {
    wg.Add(1)
    go func() {
        defer wg.Done()
        // 执行任务
    }()
}
wg.Wait()

sync.Once:确保初始化只执行一次

在全局配置加载、单例初始化等场景中,Once能保证函数仅运行一次,即使被多个协程并发调用。

常见搭配:

  • 与sync.Pool结合做懒初始化
  • 防止重复注册回调或启动服务
标准写法:
var once sync.Once
var config *Config

func getConfig() *Config {
    once.Do(func() {
        config = loadConfig()
    })
    return config
}

sync.Cond:条件等待通知机制

Cond用于协程间通信,当某个条件未满足时挂起,由其他协程在条件达成后唤醒。

典型流程:

  • 持有锁的前提下检查条件
  • 不满足则调用Wait进入等待(自动释放锁)
  • 另一协程修改状态后调用Signal或Broadcast唤醒

适用于生产者-消费者模型中的缓冲区空/满判断。

并发控制实践建议

合理选择同步原语能避免死锁、性能瓶颈等问题。

  • 优先考虑channel而非锁,Go更推崇CSP模型
  • 避免嵌套加锁,降低死锁风险
  • 使用go run -race检测数据竞争
  • 无状态操作尽量无锁化,如atomic包替代简单计数

基本上就这些。理解每种原语的设计意图和适用边界,才能在真实项目中灵活运用,写出既安全又高效的并发代码。

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