mgo中的atomic.Value

闲话

最近在刷MIT的分布式课程,线程和锁一定是最基本的元素啦.
由于GO本身提倡的 Share memory by communicating; don't communicate by sharing memory.,所以在实现的时候试图不用sharing memory + lock而多用channel来实现,这时候就带来了一些小小的不方便,比如一个字符串s可以被多个goroutine读而被一个goroutine写,显然我们要将其加锁.
因为不想加锁于是我试图用atomic来解决这个问题,其中有一个Value类型我发现很有趣,于是决定写下来.

源代码分析

• atomic.Value分为两个操作,通过Store()存储Value,通过Load()来读取Value的值.

• 源码我就不贴了,贴一个关键的struct:

  type ifaceWords struct {
  	typ  unsafe.Pointer
  	data unsafe.Pointer
  }
  

ifaceWords结构体是实际存储我们的Value值的地方,可以看到,我们存储的实际是指向Value的type和data的指针.

• Store操作有两种行为模式:

  • First Store : 当我们第一次调用Store的时候,Store函数会初始化typ指针(需要注意的是,每一个Value在第一次Store之后typ就被确定而不能更改了,否则会panic).
    如果typ==nil则函数会调用runtime_procPin(没找到实现,但注释中说是active spin wait)
    随后调用原子操作函数CompareAndSwapPointer(typ, nil, unsafe.Pointer(^uintptr(0))),如果此时结果返回false说明typ已经不等于nil(被其他goroutine修改过),于是调用runtime_procUnpin解锁并重新进行Store过程.
    如果原子操作函数返回了true,即typ == nil,那么存储typ以及data的指针.

  • 后面的每次Store调用都是直接替换掉data指针

• Load函数检测typ的值,如果为nil或者正在进行首次调用Store则会返回nil.否则返回一个interface{}(实际存储的是ifaceWords值)

用例

• 在MIT的课程中,我们设计的每一个Server都需要访问viewService来获得最新的Primary/Backup数据库服务器视图.
  这时候其实对这个View的操作就是周期写,不定时读.这时候就是一个使用Value的合适场景(也可以使用原子函数CompareAndSwapPointer).

• Go官网上给出的例子

  type Map map[string]string
  var m Value
  m.Store(make(Map))
  var mu sync.Mutex // used only by writers
  // read function can be used to read the data without further synchronization
  read := func(key string) (val string) {
          m1 := m.Load().(Map)
          return m1[key]
  }
  // insert function can be used to update the data without further synchronization
  insert := func(key, val string) {
          mu.Lock() // synchronize with other potential writers
          defer mu.Unlock()
          m1 := m.Load().(Map) // load current value of the data structure
          m2 := make(Map)      // create a new value
          for k, v := range m1 {
                  m2[k] = v // copy all data from the current object to the new one
          }
          m2[key] = val // do the update that we need
          m.Store(m2)   // atomically replace the current object with the new one
          // At this point all new readers start working with the new version.
          // The old version will be garbage collected once the existing readers
          // (if any) are done with it.
  }