golang面经5：sync相关

1.除了 mutex 以外还有那些方式可以安全读写共享变量?分析：除了Mutex，主要还有信号量、通道（Channel），原子操作（atomic）这几种方式。信号量的实现其实跟mutex差不多，实现起来也很方便，主要通过信号量计数来保证。chanenl是Go最推崇的方式，它通过通信来传递数据所有权，从根源上避免竞争，更适合复杂的业务逻辑；而原子操作则针对最简单的整型或指针等进行无锁操作，性能最高，常用于实现计数器或状态位。选择哪种，完全取决于数据结构的复杂度和业务的读写模型。信号量的使用示例如下：package main import ( "context" "fmt" "golang.org/x/sync/semaphore" "time" ) func main() { // 创建一个最多允许 3 个并发的信号量 sem := semaphore.NewWeighted(3) // 启动 10 个任务 for i := 0; i 10; i++ { go func(id int) { // 请求获取一个执行“名额” sem.Acquire(context.Background(), 1) // 模拟任务执行 fmt.Printf("Task %d is running\n", id) time.Sleep(2 * time.Second) fmt.Printf("Task %d is done\n", id) // 释放“名额” sem.Release(1) }(i) } // 等待所有任务完成 time.Sleep(25 * time.Second) } /* Task 0 is running Task 1 is running Task 2 is running ... (2秒后) Task 0 is done Task 3 is running ... */使用channel实现互斥package main import ( "fmt" "sync" "time" ) type ChannelMutex struct { ch chan struct{} } func NewChannelMutex() *ChannelMutex { mu := ChannelMutex{ ch: make(chan struct{}, 1), } mu.ch - struct{}{} // 放入初始令牌 return mu } func (m *ChannelMutex) Lock() { -m.ch } func (m *ChannelMutex) Unlock() { select { case m.ch - struct{}{}: default: panic("unlock of unlocked mutex") } } func main() { mutex := NewChannelMutex() var sharedData int var wg sync.WaitGroup // 创建多个并发的goroutine for i := 0; i 10; i++ { wg.Add(1) go func(id int) { defer wg.Done() // 获取锁 mutex.Lock() fmt.Printf("Goroutine %d acquired lock\n", id) // 访问临界区 temp := sharedData time.Sleep(50 * time.Millisecond) // 模拟工作 sharedData = temp + 1 fmt.Printf("Goroutine %d: sharedData = %d\n", id, sharedData) // 释放锁 mutex.Unlock() fmt.Printf("Goroutine %d released lock\n", id) }(i) } wg.Wait() fmt.Printf("Final value: %d\n", sharedData) }2.Go 如何实现原子操作?Go语言实现原子操作,其根本是依赖底层CPU硬件提供的原子指令,而不是通过操作系统或更上层的锁机制。具体来说, Go的 sync/atomic 包中的函数, 在编译时会被编译器识别, 并直接转换成对应目标硬件平台(如x86、 ARM) 的单条原子机器指令。 例如, 在x86架构上, atomic.AddInt64 这类操作会对应到像LOCK; ADD 这样的指令。 前面的 LOCK 前缀是关键, 它会锁住总线或缓存行, 确保后续的 ADD 指令在执行期间,其他CPU核心不能访问这块内存,从而保证了整个操作的原子性。 通常用来计数、状态记录等简单操作。回答：原子操作是一组不可中断的指令序列，由底层硬件支持，go语言的原子操作由sync/atomic包提供。1.19之后可以使用原子类型// 1.19之前 package main import ( "fmt" "sync" "sync/atomic" ) func main() { var counter int64 // 必须是 int64 类型 var wg sync.WaitGroup for i := 0; i 1000; i++ { wg.Add(1) go func() { defer wg.Done() atomic.AddInt64(counter, 1) // 原子增加 }() } wg.Wait() fmt.Println("Counter:", counter) // 输出一定是 1000 } // 1.19之后 var counter atomic.Int64 var wg sync.WaitGroup for i := 0; i 1000; i++ { wg.Add(1) go func() { defer wg.Done() counter.Add(1) // 直接使用 .Add()，无需传指针 }() } wg.Wait() fmt.Println("Counter:", counter.Load()) // 输出 1000add是“+”的操作，返回