Go 臨界資源的安全問題（引入同步異步處理）

臨界資源定義

并發(fā)環(huán)境中多個進程、線程、協(xié)程共享的資源

臨界資源的特點

可能會因為并發(fā)操作導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)不一致性，舉個栗子，下面代碼中的a及時臨界資源

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    //臨界資源
    a := 1
    go func() {
        a = 2
        fmt.Println("in this goroutine: a is : ", a)
    }()
    //在主goroutine中
    a = 3
    time.Sleep(1)
    fmt.Println("in the main goroutine: a is : ", a)
}

經(jīng)典的售票問題，好多個窗口同時售票的門票的數(shù)量就是一個典型的臨界資源安全問題，下面用4個協(xié)程模擬一下售票過程：

package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "time"
)

var ticket = 10 //the amount of the total ticket is 100
func main() {
    //這里啟動4個goroutine模擬4個售票口 同時售票
    go saleTickets("ticket window1")
    go saleTickets("ticket window2")
    go saleTickets("ticket window3")
    go saleTickets("ticket window4")
    //這里為了保證 主協(xié)程 最后執(zhí)行完 先用sleep （當(dāng)然，也可以用同步等待組、chanel實現(xiàn)）
    time.Sleep(10 * time.Second)
}

func saleTickets(name string) {
    rand.Seed(time.Now().UnixNano())
    for {
        if ticket > 0 {
            time.Sleep(time.Duration(rand.Intn(1000)) * time.Millisecond)
            fmt.Println(name, "saled: ", ticket)
            ticket--
        } else {
            fmt.Println(name, "sorry tickets are sold out")
            break
        }
    }
}

運行結(jié)果如下：

ticket window3 saled:  10
ticket window1 saled:  9
ticket window4 saled:  8
ticket window2 saled:  7
ticket window3 saled:  6
ticket window2 saled:  5
ticket window1 saled:  4
ticket window1 saled:  3
ticket window4 saled:  2
ticket window2 saled:  1
ticket window2 sorry tickets are sold out
ticket window4 saled:  0
ticket window4 sorry tickets are sold out
ticket window3 saled:  -1
ticket window3 sorry tickets are sold out
ticket window1 saled:  -2
ticket window1 sorry tickets are sold out

• 我們假設(shè)現(xiàn)在只剩下最后1張票了，現(xiàn)在程序在主協(xié)程里面

• 窗口4的協(xié)程拿到cpu資源，讀取了剩余ticket總數(shù)為1，然后sleep，釋放cpu資源

• 窗口3的協(xié)程拿到cpu資源，發(fā)現(xiàn)剩余ticket總數(shù)為1（因為窗口4的協(xié)程進入sleep了,并沒有在窗口3拿到cpu資源之前對ticket進行修改），然后sleep，釋放cpu資源。

• 窗口4醒了，ticket = 1 - 1 = 0

• 窗口3醒了，ticket = 0 - 1 = -1
  

針對這種問題，可以通過上鎖，在某一時間段只允許一個goroutine來訪問這個共享數(shù)據(jù)，訪問完畢，解鎖之后，其他goroutine才能訪問的方式解決。

不過有意思的是，go并不鼓勵這樣以共享的方式去通信，而是以通信的方式去共享【也就是不鼓勵用sync包上鎖，鼓勵使用chanel】