Go保证并发安全底层实现详解
目录
- 引言
- CSP
- Channel的基本使用
- channel如何保证并发安php全
- channel的底层实现
- waitq
- buffe
- Lock
引言
上一部分主要写了锁,本篇主要介绍Channel
channel是Go中非常重要的一个数据类型,它和goroutine紧密相连,是Go的CSP并发模型的重要体现。
CSP
- CSP 是通信顺序进程(Communicating Sequential Process)的简称,是一种并发编程模型。
- 简单来说,CSP模型由并发的实体所组成,实体之间通过发送消息进行通信,而发送消息使用的就是通道,即channel。
- GO实现了CSP部分理论,goroutine对应CSP中的并发执行的实体,channel对应CSP中的channel。
不要通过共享内存来通信,而应该通过通信来共享内存
Channel的基本使用
package main import "fmt" func main() { c := make(chan int) go func() { c <- 1 // 向channel发送数据 }() x := <-c // 从channel中接收数据 fmt.Println(x) }
1、通过make(c开发者_JAVAhan int)
创建一个int channel(可以在channel初始化时指定缓冲区的大小,例如make(chan int,2)
,不指定则默认为0)
2、在一个goroutine中,通过c<-1
将数据发送到chanjavascriptnel中,<-
可以理解为数据的流动方向。
3、在主goroutine中通过x := <-c
接收channel中的数据,并赋值给x。
channel如何保证并发安全
既然goroutin和channel分别对应csp中的实体和媒介,goroutin之间都是通过chennel来传递数据,那么是如何保证并发安全的呢?
通过阅读源码可以发现,channel内部是使用Mutext互斥锁来保证的( 之前也有人提出CAS无锁Channel的实现,但因为无锁Channel在多核测试中的表现和没有满足FIFO的特性等原因,该提案目前是搁浅状态)关于无锁channel的讨论
channel的底层实现
channel的核心源码位于runtime包的chan.go中。
hchan 是 channel 在 golang 中的内部实现
type hchan struct { qcount uint // total data in the queue android dataqsiz uint // size of the circular queue buf unsafe.Pointer // points to an array of dataqsiz elements elemsize uint16 closed uint32 elemtype *_type // element type sendx uint // send index recvx uint // receive index recvq waitq // list of recv waiters sendq waitq // list of send waiters // lock protects all fields in hchan, as well as several // fields in sudogs blocked on this channel. // // Do not change another G's status while holding this lock // (in particular, do not ready a G), as this can deadlock // with stack shrinking. lock mutex }
hchan的所有属性大体可以分为3类
1、buffer相关属性,当channel中的缓冲区大小不为0时,buffer中存放了待接收的数据。
2、waitq相关属性,即recvq和sendq,可以理解为一个标准的FIFO队列,recvq是等待接收数据的goroutine,sendq是等待发送数据的goroutine。
3、其它,例如lock(互斥锁)、elemtype(元素类型)、closed(channel 是否关闭,== 0 代表未 closed)
hchan的所有行为,基本都是围绕buffer和waitq来实现的
waitq
type waitq struct { first *sudog last *sudog }
waitq是一个双向链表,里面保存了goroutine。
jsbuffe
buffer使用 ring buffer(环形缓冲区)实现
在hchan中,可以看到 recvx
和sendx
两个属性,recvx
即当前已发送的元素在队列当中的索引位置,sendx
即 当前已接收的元素在队列当中的索引位置。
从 recvx
到 sendx
之间python的元素,表示已正常存放入 buffer 中的数据。
Lock
hchan中的lock
就是一个互斥锁,channel在发送和接收数据前,都会先进行加锁,待逻辑完成后执行再解锁,来保证并发安全。
以上就是Go保证并发安全底层实现详解的详细内容,更多关于Go并发安全底层实现的资料请关注我们其它相关文章!
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