背景

關(guān)于 Go 語(yǔ)言的 Map，有兩個(gè)需要注意的特性：

• Map 是并發(fā)讀寫(xiě)不安全的，這是出于性能的考慮；
• Map 并發(fā)讀寫(xiě)導(dǎo)致的錯(cuò)誤，無(wú)法使用 recover 捕獲。

后者意味著，只有出現(xiàn)并發(fā)讀寫(xiě)的問(wèn)題，服務(wù)就會(huì)掛掉。

這兩個(gè)特性可能大家都知道，可即使有這個(gè)共識(shí)，我還是見(jiàn)過(guò)這個(gè)問(wèn)題導(dǎo)致的事故。

事故的大致情況是，一個(gè)人封裝了map的讀寫(xiě)，沒(méi)有使用鎖。另一個(gè)人開(kāi)協(xié)程讀寫(xiě) map。而測(cè)試環(huán)境請(qǐng)求量小，不一定會(huì)導(dǎo)致崩潰，于是，這個(gè)問(wèn)題就留到生產(chǎn)環(huán)境才出現(xiàn)了。

除了靠開(kāi)發(fā)者自覺(jué)和 code review，還能怎么預(yù)防這種情況呢？我覺(jué)得在單元測(cè)試加入并行測(cè)試也很重要。

并行單元測(cè)試

單元測(cè)試默認(rèn)不是并發(fā)的，比如下面的單測(cè)，是可以通過(guò)的：

func TestConcurrent(t *testing.T) {
    var m = map[string]int{}
    // 寫(xiě) map
    t.Run("write", func(t *testing.T) {
      for i := 0; i < 10000; i++ {
        m["a"] = 1
      }
    })
    // 讀 map
    t.Run("read", func(t *testing.T) {
      for i := 0; i < 10000; i++ {
        _ = m["a"]
      }
    })
}

但是我們的期望是，上面的單測(cè)不通過(guò)，該如何解決呢？

testing.T 有一個(gè) Parallel 方法，它表示當(dāng)前測(cè)試會(huì)和其他測(cè)試并行運(yùn)行。 如果參數(shù)有-test.count或-test.cpu，一個(gè)測(cè)試可能運(yùn)行多次，同個(gè)測(cè)試的多個(gè)運(yùn)行實(shí)例，不會(huì)并行運(yùn)行。

我們給上面的單測(cè)，加上t.Parallel():

func TestConcurrent(t *testing.T) {
    var m = map[string]int{}
    t.Run("write", func(t *testing.T) {
      // 加上并行
      t.Parallel()
      for i := 0; i < 10000; i++ {
        m["a"] = 1
      }
    })
    t.Run("read", func(t *testing.T) {
      // 加上并行
      t.Parallel()
      for i := 0; i < 10000; i++ {
        _ = m["a"]
      }
    })
}

這次執(zhí)行就會(huì)報(bào)錯(cuò)：

fatal error: concurrent map read and map write

支持并發(fā)的 Map

讓 Map 支持并發(fā)讀寫(xiě)并不麻煩，常見(jiàn)的做法有：

• 操作 map 的時(shí)候，加上讀寫(xiě)鎖 sync.RWMutex；
• 使用 sync.Map。

sync.RWMutex 大家用得可能比較多。這里簡(jiǎn)單給個(gè)demo。

sync.RWMutex

我們給上面的單測(cè)加上鎖，這次運(yùn)行就能通過(guò)了。

func TestConcurrent(t *testing.T) {
	var m = map[string]int{}
	//  定義鎖，零值就可以使用
	var mu sync.RWMutex
	t.Run("write", func(t *testing.T) {
		t.Parallel()
		for i := 0; i < 10000; i++ {
			// 鎖
			mu.Lock()
			m["a"] = 1
			// 解鎖
			mu.Unlock()
		}
	})
	t.Run("read", func(t *testing.T) {
		t.Parallel()
		for i := 0; i < 10000; i++ {
			// 鎖
			mu.Lock()
			_ = m["a"]
			// 解鎖
			mu.Unlock()
		}
	})
}

本文的重點(diǎn)介紹一下Go標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)自帶的，支持并發(fā)讀寫(xiě)的 map：sync.Map。

sync.Map

sync.Map 就是線(xiàn)程安全版的 map[interface{}]interface{}，零值可以直接使用，值不能復(fù)制。它主要用于以下場(chǎng)景：

• 當(dāng)同一個(gè) key 的值，寫(xiě)少讀多的時(shí)候；
• 但多個(gè) goroutines 讀寫(xiě)或修改一系列不同的key的時(shí)候。

上面兩種場(chǎng)景中，比起帶Mutex(或RWMutex)的map，sync.Map 會(huì)大大減少鎖的競(jìng)爭(zhēng)。

sync.Map 提供的方法不多，這里列出一些。注意的是，any 是 go 1.18 中 interface{}的別名。

Store，設(shè)置 key-value。

func (m *Map) Store(key, value any)

Load, 根據(jù) key 讀取 value。

func (m *Map) Load(key any) (value any, ok bool)

Delete，刪除某個(gè)key。

func (m *Map) Delete(key any)

Range，遍歷所有key, 如果f返回false，會(huì)停止遍歷。

func (m *Map) Range(f func(key, value any) bool)

還有 LoadAndDelete（讀后刪除）、LoadOrStore（讀key，不存在時(shí)設(shè)置）。

我們給上面的單測(cè)，使用sync.Map，測(cè)試也可以通過(guò)。

func TestConcurrent(t *testing.T) {
	// 可以使用零值
	var m sync.Map
	t.Run("write", func(t *testing.T) {
		t.Parallel()
		for i := 0; i < 10000; i++ {
			// 寫(xiě)
			m.Store("a", 1)
		}
	})
	t.Run("read", func(t *testing.T) {
		t.Parallel()
		for i := 0; i < 10000; i++ {
			// 讀
			v, ok := m.Load("a")
			if ok {
				_ = v.(int)
			}
		}
	})
}

參考

pkg.go.dev/sync#Map

以上就是Go Map并發(fā)沖突預(yù)防與解決的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Go Map并發(fā)沖突的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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