缓存模块之并发编程-sync.Muxtex入门和double-check

第九周_缓存模块之并发编程_sync.Mutex入门和double-check

sync包——Mutex和RWMutex

Mutex可以看做是锁，而RWMutex则是读写锁。一般的用法是将 Mutex 或者 RWMutex 和需要被保住的资源封装在一个结构体内。

• 如果有多个 goroutine 同时读写的资源，就一定要保护起来。
• 如果多个 goroutine 只读某个资源，那就不需要保护。

使用锁的时候，优先使用 RWMutex。

• RWMutex：核心就是四个方法，RLock、RUnlock、Lock、Unlock
• Mutex：Lock 和 Unlock

举例

SafeMap 的 LoadOrStore 写法

例子：SafeMap 可以看做是 map 的一个线程安全的封装。我们为它增加一个 LoadOrStore 的方法。

// safe_map.go
package sync

import "sync"

type SafeMap[K comparable, V any] struct {
	data  map[K]V
	mutex sync.RWMutex
}

func (s *SafeMap[K, V]) Put(key K, val V) {
	s.mutex.Lock()
	defer s.mutex.Unlock() // 为什么在这调用defer解锁，是因为下一行代码如果发生panic，函数退出会调用这个defer进行解锁；
	s.data[key] = val

	//s.mutex.Lock()
	//s.data[key] = val
	// 发生panic；直接退出，不会释放锁；故多数建议使用defer s.mutex.Unlock()进行解锁；
	//s.mutex.Unlock()
}

func (s *SafeMap[K, V]) Get(key K) (any, bool) {
	s.mutex.RLock()
	defer s.mutex.RUnlock()
	res, ok := s.data[key]
	return res, ok
}

func (s *SafeMap[K, V]) LoadOrStore(key K, newVal V) (val V, loaded bool) {
	s.mutex.RLock()
	res, ok := s.data[key]
	s.mutex.RUnlock()
	if ok { // 存在则返回
		return res, true
	}
	
	// 不存在则新建
	s.mutex.Lock()
	defer s.mutex.Unlock()

	// double check 写法
	res, ok = s.data[key]
	if ok { // 存在则返回
		return res, true
	}
	s.data[key] = newVal
	return newVal, false
}

// safe_map_test.go
package sync

import (
	"testing"
	"time"
)

func TestSafeMap_LoadOrStore(t *testing.T) {
	s := &SafeMap[string, string]{
		data: make(map[string]string),
	}

	/**
	没有加double check，输出：
	=== RUN   TestSafeMap_LoadOrStore
	    safe_map_test.go:15: 协程1 value:  value1 false
	    safe_map_test.go:20: 协程2 value:  value2 false
	--- PASS: TestSafeMap_LoadOrStore (1.41s)

	加double check，输出：
	=== RUN   TestSafeMap_LoadOrStore
	    safe_map_test.go:27: 协程2 value:  value1 true
	    safe_map_test.go:22: 协程1 value:  value1 false
	--- PASS: TestSafeMap_LoadOrStore (1.01s)
	*/
	go func() {
		val, ok := s.LoadOrStore("key1", "value1")
		t.Log("协程1 value: ", val, ok)
	}()

	go func() {
		val, ok := s.LoadOrStore("key1", "value2")
		t.Log("协程2 value: ", val, ok)
	}()

	time.Sleep(time.Second)
}

double-check 写法

使用 RWMutex 实现 double-check：

• 加读锁先检查一遍
• 释放读锁
• 加写锁
• 再检查一遍