文章详情

短信预约-IT技能 免费直播动态提醒

请输入下面的图形验证码

提交验证

短信预约提醒成功

Go并发编程之死锁与活锁的案例分析

2023-05-18 08:19

关注

什么是死锁、活锁

什么是死锁:就是在并发程序中,两个或多个线程彼此等待对方完成操作,从而导致它们都被阻塞,并无限期地等待对方完成。这种情况下,程序会卡死,无法继续执行。

什么是活锁:就是程序一直在运行,但是无法取得进展。例如,在某些情况下,多个线程会争夺同一个资源,然后每个线程都会释放资源,以便其他线程可以使用它。但是,如果没有正确的同步,这些线程可能会同时尝试获取该资源,然后再次释放它。这可能导致线程在无限循环中运行,却无法取得进展。

发生死锁的案例分析

1.编写会发生死锁的代码:

package main

import (
 "fmt"
 "sync"
)

func main() {
 var mu sync.Mutex
 mu.Lock()
 defer mu.Unlock()

 wg := sync.WaitGroup{}
 wg.Add(1)
 go func() {
  fmt.Println("goroutine started")
  mu.Lock() // 在这里获取了锁
  fmt.Println("goroutine finished")
  mu.Unlock()
  wg.Done()
 }()

 wg.Wait()
}

运行和输出:

[root@workhost temp02]# go run main.go 
goroutine started
fatal error: all goroutines are asleep - deadlock! # 错误很明显了,告诉你死锁啦!

goroutine 1 [semacquire]:
sync.runtime_Semacquire(0xc000010030?)
        /usr/local/go/src/runtime/sema.go:62 +0x27
...
...

上面的代码,使用 sync.Mutex 实现了一个互斥锁。主 goroutine 获取了锁,并启动了一个新的 goroutine。新 goroutine 也尝试获取锁来执行其任务。但是,由于主 goroutine 没有释放锁,新 goroutine 将一直等待锁,导致死锁。

2.代码改造

在上面的代码中,可以通过将主 goroutine 中的 defer mu.Unlock() 移到 goroutine 函数中的 mu.Unlock() 后面来解决问题。这样,当 goroutine 获取到锁后,它可以在完成任务后释放锁,以便主 goroutine 可以继续执行。

改造后的代码:

package main

import (
 "fmt"
 "sync"
)

func main() {
 var mu sync.Mutex
 mu.Lock()
 wg := sync.WaitGroup{}
 wg.Add(1)
 go func() {
  fmt.Println("goroutine started")
  mu.Lock() // 在这里获取了锁
  fmt.Println("goroutine finished")
  mu.Unlock()
  wg.Done()
 }()
 mu.Unlock() // 释放锁
 wg.Wait()
}

运行和输出:

[root@workhost temp02]# go run main.go 
goroutine started
goroutine finished

3.如何避免死锁

在 Go 语言中,要避免死锁,一定要清楚以下几个规则:

发生活锁的案例分析

1.编写会发生活锁的代码:

package main

import (
 "fmt"
 "sync"
)

func main() {
 var wg sync.WaitGroup
 var mu sync.Mutex
 var flag bool

 wg.Add(2)

 // goroutine 1
 go func() {
  // 先获取锁资源
  fmt.Println("goroutine 1 获取 mu")
  mu.Lock()
  defer mu.Unlock()

  // 然后等待 flag 变量的值变为 true
  fmt.Println("goroutine 1 等待标志")
  for !flag {
   // 不断循环等待
  }

  // 最终输出并释放锁资源
  fmt.Println("goroutine 1 从等待中释放")
  wg.Done()
 }()

 // goroutine 2
 go func() {
  // 先获取锁资源
  fmt.Println("goroutine 2 获取 mu")
  mu.Lock()
  defer mu.Unlock()

  // 然后等待 flag 变量的值变为 true
  fmt.Println("GoRoutine2 等待标志")
  for !flag {
   // 不断循环等待
  }

  // 最终输出并释放锁资源
  fmt.Println("GoRoutine 2 从等待中释放")
  wg.Done()
 }()

 // 在主线程中等待 1 秒钟,以便两个 goroutine 开始等待 flag 变量的值
 // 然后将 flag 变量设置为 true
 // 由于两个 goroutine 会同时唤醒并尝试获取锁资源,它们会相互等待
 // 最终导致了活锁问题,它们都无法向前推进
 fmt.Println("主线程休眠 1 秒")
 fmt.Println("两个goroutine都应该等待标志")
 flag = true
 wg.Wait()

 fmt.Println("所有 GoRoutines 已完成")
}

运行和输出:

[root@workhost temp02]# go run main.go 
主线程休眠 1 秒
两个goroutine都应该等待标志
goroutine 2 获取 mu
GoRoutine2 等待标志
GoRoutine 2 从等待中释放
goroutine 1 获取 mu
goroutine 1 等待标志
goroutine 1 从等待中释放
所有 GoRoutines 已完成

上面的代码存在活锁问题。如果两个goroutine同时等待flag变为true并且都已经获取了锁资源,那么它们就会进入一个死循环并相互等待,无法继续向前推进。

2.代码改造

改造后的代码:

package main

import (
 "fmt"
 "runtime"
 "sync"
)

func main() {
 var wg sync.WaitGroup
 var mu sync.Mutex
 var flag bool

 wg.Add(2)

 // goroutine 1
 go func() {
  // 先获取锁资源
  fmt.Println("goroutine 1 获取 mu")
  mu.Lock()
  defer mu.Unlock()

  // 然后等待 flag 变量的值变为 true
  fmt.Println("goroutine 1 等待标志")
  for !flag {
   runtime.Gosched() // 让出时间片
  }

  // 最终输出并释放锁资源
  fmt.Println("goroutine 1 从等待中释放")
  wg.Done()
 }()

 // goroutine 2
 go func() {
  // 先获取锁资源
  fmt.Println("goroutine 2 获取 mu")
  mu.Lock()
  defer mu.Unlock()

  // 然后等待 flag 变量的值变为 true
  fmt.Println("GoRoutine2 等待标志")
  for !flag {
   runtime.Gosched() // 让出时间片
  }

  // 最终输出并释放锁资源
  fmt.Println("GoRoutine 2 从等待中释放")
  wg.Done()
 }()

 // 在主线程中等待 1 秒钟,以便两个 goroutine 开始等待 flag 变量的值
 // 然后将 flag 变量设置为 true
 // 由于两个 goroutine 会同时唤醒并尝试获取锁资源,它们会相互等待
 // 最终导致了活锁问题,它们都无法向前推进
 fmt.Println("主线程休眠 1 秒")
 fmt.Println("两个goroutine都应该等待标志")
 flag = true
 wg.Wait()

 fmt.Println("所有 GoRoutines 已完成")
}

改造后的代码在等待flag变量的循环中加入了让出时间片的函数 runtime.Gosched(),这样两个goroutine在等待期间可以放弃时间片,以便其他goroutine可以执行并获得锁资源。这种方式可以有效地减少竞争程度,从而避免了活锁问题。

3.如何避免发生活锁的可能性

在 Go 语言的并发编程中,避免活锁的关键是正确地实现同步机制。以下是一些避免活锁的方法:

以上就是Go并发编程之死锁与活锁的案例分析的详细内容,更多关于Go死锁 活锁的资料请关注编程网其它相关文章!

阅读原文内容投诉

免责声明:

① 本站未注明“稿件来源”的信息均来自网络整理。其文字、图片和音视频稿件的所属权归原作者所有。本站收集整理出于非商业性的教育和科研之目的,并不意味着本站赞同其观点或证实其内容的真实性。仅作为临时的测试数据,供内部测试之用。本站并未授权任何人以任何方式主动获取本站任何信息。

② 本站未注明“稿件来源”的临时测试数据将在测试完成后最终做删除处理。有问题或投稿请发送至: 邮箱/279061341@qq.com QQ/279061341

软考中级精品资料免费领

  • 历年真题答案解析
  • 备考技巧名师总结
  • 高频考点精准押题
  • 2024年上半年信息系统项目管理师第二批次真题及答案解析(完整版)

    难度     813人已做
    查看
  • 【考后总结】2024年5月26日信息系统项目管理师第2批次考情分析

    难度     354人已做
    查看
  • 【考后总结】2024年5月25日信息系统项目管理师第1批次考情分析

    难度     318人已做
    查看
  • 2024年上半年软考高项第一、二批次真题考点汇总(完整版)

    难度     435人已做
    查看
  • 2024年上半年系统架构设计师考试综合知识真题

    难度     224人已做
    查看

相关文章

发现更多好内容

猜你喜欢

AI推送时光机
位置:首页-资讯-后端开发
咦!没有更多了?去看看其它编程学习网 内容吧
首页课程
资料下载
问答资讯