Golang安全读写共享变量的方式

1. 使用互斥锁(Mutex)

互斥锁（Mutex）是一种常用的同步原语，用于防止多个协程同时访问共享资源。

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    counter int
    mutex   sync.Mutex
)

func increment(wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    mutex.Lock()
    counter++
    mutex.Unlock()
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 1000; i++ {
        wg.Add(1)
        go increment(&wg)
    }
    wg.Wait()
    fmt.Println("Final Counter:", counter)
}

2. 使用channel

Go语言的核心理念之一就是“不通过共享内存来通信，而是通过通信来共享内存”。我们可以通过创建一个channel，然后通过发送和接收消息的方式来读写共享变量。这种方式在处理并发问题时非常有用，因为channel本身就提供了安全性。

package main

import (
    "fmt"
)

func increment(counter chan int, done chan bool) {
    for i := 0; i < 1000; i++ {
        value := <-counter
        value++
        counter <- value
    }
    done <- true
}

func main() {
    counter := make(chan int, 1)
    counter <- 0
    done := make(chan bool)

    for i := 0; i < 10; i++ {
        go increment(counter, done)
    }

    for i := 0; i < 10; i++ {
        <-done
    }

    fmt.Println("Final Counter:", <-counter)
}

3. 读写锁(sync.RWMutex)

如果程序中的读操作远多于写操作，那么使用读写锁可能会比互斥锁更有效率。读写锁允许多个协程同时读取变量，但是只允许同一时刻只有一个协程进行写入操作。

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    counter int
    rwMutex sync.RWMutex
)

func read(wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    rwMutex.RLock()
    fmt.Println("Counter:", counter)
    rwMutex.RUnlock()
}

func write(wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    rwMutex.Lock()
    counter++
    rwMutex.Unlock()
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 10; i++ {
        wg.Add(1)
        go read(&wg)
    }
    for i := 0; i < 10; i++ {
        wg.Add(1)
        go write(&wg)
    }
    wg.Wait()
}

4. 原子操作(sync/atomic包)

对于一些简单的数值或者布尔类型，我们可以使用原子操作来读写共享变量。

package main

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

var counter int64

func increment(wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    atomic.AddInt64(&counter, 1)
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 1000; i++ {
        wg.Add(1)
        go increment(&wg)
    }
    wg.Wait()
    fmt.Println("Final Counter:", counter)
}

5. sync.Once

如果共享变量只需要被初始化一次，可以使用sync.Once来确保初始化的并发安全性。

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    once sync.Once
    initValue int
)

func initialize() {
    fmt.Println("Initializing...")
    initValue = 42
}

func doSomething() {
    once.Do(initialize)
    fmt.Println("Value:", initValue)
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup

    for i := 0; i < 10; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            defer wg.Done()
            doSomething()
        }()
    }

    wg.Wait()
}

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