Go 同時(shí)プログラミングにおけるカウンター同期: ミューテックス、バッファー付きチャネル、およびバッファーなしチャネル

Go で同時(shí)アプリケーションを構(gòu)築する場(chǎng)合、共有データへの安全なアクセスを確保するために同期が重要です。 Mutex と Channel は、Go の同期のための主要なツールです。

この記事では、安全な同時(shí)実行カウンターを構(gòu)築するいくつかの方法を検討します。參考記事では Mutex を使用してこの問(wèn)題を解決していますが、バッファ付きチャネルとバッファなしチャネルを使用した代替案も検討します。

問(wèn)題の説明

安全に同時(shí)に使用できるカウンターを構(gòu)築する必要があります。

カウンターコード

package main

type Counter struct {
    count int
}

func (c *Counter) Inc() {
    c.count++
}

func (c *Counter) Value() int {
    return c.count
}

コードの同時(shí)実行性を安全にするために、いくつかのテストを書(shū)いてみましょう。

1. ミューテックスを使用します

Mutex (ミューテックス) は、一度に 1 つのゴルーチンだけがコードの重要な部分にアクセスできるようにする同期プリミティブです。これはロックメカニズムを提供します。ゴルーチンが Mutex をロックすると、それをロックしようとする他のゴルーチンは Mutex がロック解除されるまでブロックされます。したがって、共有変數(shù)またはリソースを競(jìng)合狀態(tài)から保護(hù)する必要がある場(chǎng)合によく使用されます。

package main

import (
    "sync"
    "testing"
)

func TestCounter(t *testing.T) {
    t.Run("using mutexes and wait groups", func(t *testing.T) {
        counter := Counter{}
        wantedCount := 1000

        var wg sync.WaitGroup
        var mut sync.Mutex

        wg.Add(wantedCount)

        for i := 0; i < wantedCount; i++ {
            go func() {
                defer wg.Done()
                mut.Lock()
                counter.Inc()
                mut.Unlock()
            }()
        }

        wg.Wait()
        if counter.Value() != wantedCount {
            t.Errorf("got %d, want %d", counter.Value(), wantedCount)
        }
    })
}

このコードは、sync.WaitGroup を使用してすべてのゴルーチンの完了を追跡し、sync.Mutex を使用して複數(shù)のゴルーチンが共有カウンターに同時(shí)にアクセスすることを防ぎます。

2. バッファチャネルを使用します

チャネルは、Go が goroutine が安全に通信できるようにする方法です。これらはゴルーチン間でデータを転送し、渡されたデータへのアクセスを制御することで同期を提供できます。

この例では、チャネルを使用して goroutine をブロックし、1 つの goroutine のみが共有データにアクセスできるようにします。バッファリングされたチャネルの容量は固定されており、送信者をブロックする前に事前定義された數(shù)の要素を保持できることを意味します。送信者はバッファがいっぱいの場(chǎng)合にのみブロックします。

package main

import (
    "sync"
    "testing"
)

func TestCounter(t *testing.T) {
    t.Run("using buffered channels and wait groups", func(t *testing.T) {
        counter := Counter{}
        wantedCount := 1000

        var wg sync.WaitGroup
        wg.Add(wantedCount)

        ch := make(chan struct{}, 1)

        ch <- struct{}{} // 允許第一個(gè) goroutine 開(kāi)始

        for i := 0; i < wantedCount; i++ {
            go func() {
                defer wg.Done()
                <-ch
                counter.Inc()
                ch <- struct{}{}
            }()
        }

        wg.Wait()
        if counter.Value() != wantedCount {
            t.Errorf("got %d, want %d", counter.Value(), wantedCount)
        }
    })
}

このコードは容量 1 のバッファリングされたチャネルを使用し、一度に 1 つの goroutine のみがカウンターにアクセスできるようにします。

3. バッファリングされていないチャネルを使用する

バッファなしチャンネルにはバッファがありません。受信側(cè)がデータを受信する準(zhǔn)備ができるまで、送信側(cè)をブロックします。これにより、ゴルーチン間で一度に 1 つずつデータが受け渡される?yún)椕埭释冥峁─丹欷蓼埂?

package main

import (
    "sync"
    "testing"
)

func TestCounter(t *testing.T) {
    t.Run("using unbuffered channels and wait groups", func(t *testing.T) {
        counter := Counter{}
        wantedCount := 1000

        var wg sync.WaitGroup
        wg.Add(wantedCount)

        ch := make(chan struct{})

        go func() {
            for i := 0; i < wantedCount; i++ {
                ch <- struct{}{}
            }
            close(ch)
        }()

        for range ch {
            counter.Inc()
            wg.Done()
        }

        if counter.Value() != wantedCount {
            t.Errorf("got %d, want %d", counter.Value(), wantedCount)
        }
    })
}

このコードはバッファリングされていないチャネルを使用して、一度に 1 つの goroutine だけがカウンターにアクセスできるようにします。

4. WaitGroup の代わりにバッファ チャネルを使用します

WaitGroup なしでバッファリングされたチャネルを使用することもできます。たとえば、無(wú)限ループや別のチャネルを使用してゴルーチンの完了を追跡することができます。

結(jié)論

この記事では、Go で安全な同時(shí)実行カウンターを構(gòu)築するためのさまざまなアプローチを検討します。これらのツールとそれらをいつ使用するかを理解することが、効率的で安全な同時(shí)実行 Go プログラムを作成するための鍵となります。

參考リソース

この記事は、「テストで Go を?qū)Wぶ」の同期の章からインスピレーションを受けています。

この記事がお役に立てば幸いです!

以上がGo 同時(shí)実行性: ミューテックスとチャネルの例の詳細(xì)內(nèi)容です。詳細(xì)については、PHP 中國(guó)語(yǔ) Web サイトの他の関連記事を參照してください。