当我们打印错误的时候使用锁可能会带来意想不到的结果。
我们看下面的例子：
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
type Courseware struct {
mutex sync.RWMutex
Id int64
Code string
Duration int
}
func (c *Courseware) UpdateDuration(duration int) error {
c.mutex.Lock() // 1
defer c.mutex.Unlock()
if duration < 60 {
return fmt.Errorf("课件时长必须大于等于60秒： %v", c) // 2
}
c.Duration = duration
return nil
}
// 3
func (c *Courseware) String() string {
c.mutex.RLock()
defer c.mutex.RUnlock()
return fmt.Sprintf("id %d, duration %d", c.Id, c.Duration)
}
func main() {
c := &Courseware{}
fmt.Println(c.UpdateDuration(0))
}
上面的代码看起来貌似没有什么问题，但是却会导致死锁：
- 更新课件时长的时候上锁，避免出现数据竞争判断如果时长小于60秒的话，就报错。但是注意这里fmt.Errorf打印结构c会调用String()方法我们看String方法里面，又使用了读锁，避免读取的时候数据被更新
因为对临界资源重复上锁，所以导致了死锁的问题。解决办法也很简单：
- 把锁放到错误判断之后：
func (c *Courseware) UpdateDuration(duration int) error {
if duration < 60 {
return fmt.Errorf("课件时长必须大于等于60秒： %v", c) // 2
}
c.mutex.Lock()
defer c.mutex.Unlock()
c.Duration = duration
return nil
}
- 不使用String方法，避免重复上锁：
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
type Courseware struct {
mutex sync.RWMutex
Id int64
Code string
Duration int
}
func (c *Courseware) UpdateDuration(duration int) error {
c.mutex.Lock()
defer c.mutex.Unlock()
if duration < 60 {
return fmt.Errorf("课件时长必须大于等于60秒： %d， id: %d", c.Duration, c.Id) // 打印放在一个锁里面也能保证安全
}
c.Duration = duration
return nil
}
func main() {
c := &Courseware{}
fmt.Println(c.UpdateDuration(0))
}
go run 10.go 课件时长必须大于等于60秒： 0， id: 0
我们再看一个切片的例子：
package main
import (
"fmt"
)
func main() {
s := make([]int, 1)
go func() {
s1 := append(s, 1)
fmt.Println(s1)
}()
go func() {
s2 := append(s, 1)
fmt.Println(s2)
}()
}
我们初始化了一个长度为1，容量为1的切片，然后分别在2个协程里面调用append往切片追加元素。这种情况会导致数据竞争么？
答案是不会。在其中一个协程里面，当我们append元素的时候，因为s的容量为1，所以底层会复制一个新的数组；同样另一个协程也是如此。
go run -race 10.go [0 1] [0 1]
注意：这里的关键就是，两个协程是否会同时访问一个内存空间，这时导致数据竞争的关键。
我们稍微修改下上面的例子：
package main
import (
"fmt"
)
func main() {
s := make([]int, 1, 10) // 1
go func() {
s1 := append(s, 1)
fmt.Println(s1)
}()
go func() {
s2 := append(s, 1)
fmt.Println(s2)
}()
}
- 我们给s加了一个足够大的容量
go run -race 10.go [0 1] ================== WARNING: DATA RACE Write at 0x00c0000c0008 by goroutine 8: main.main.func2() ...
可以看到这就产生了数据竞争的问题。因为s的容量足够大，所以两个协程有可能操作同一个底层数组的同一块内存。
解决办法也很简单，重新copy一个s就行了。
下面我们继续看一个map的例子：
package main
import (
"strconv"
"sync"
"time"
)
// 1
type User struct {
mu sync.RWMutex
online map[string]bool
}
// 2
func (u *User) AddOnline(id string) {
u.mu.Lock()
u.online[id] = true
u.mu.Unlock()
}
// 3
func (u *User) AllOnline() int {
u.mu.RLock()
online := u.online // 4
u.mu.RUnlock()
sum := 0
for _, o := range online { // 5
if o {
sum++
}
}
return sum
}
func main() {
u := &User{}
u.online = make(map[string]bool)
go func() {
for i := 0; i < 10000; i++ {
u.AddOnline("userid" + strconv.Itoa(i))
}
}()
go func() {
for i := 0; i < 10000; i++ {
u.AllOnline()
}
}()
time.Sleep(time.Second)
}
- 我们有一个用户的机构，里面有个online字段是一个map，里面保存了在线的用户信息我们有一个添加在线用户的方法AddOnline，方法里面使用了锁，是因为map是并发不安全的我们还有一个统计所有在线用户的方法AllOnline在AllOnline中，我们访问u.online的map，我们加上了读锁。这里的想法是访问当前在线用户的map，并赋值给online，然后释放读锁遍历赋值的online查出在线用户的数量
可能我们觉得这个是没问题的，但是当我们运行程序的时候会发现这里存在数据竞争：
go run -race 10.go ================== WARNING: DATA RACE Write at 0x00c0000a0060 by goroutine 6: runtime.mapassign_faststr() ... ================== fatal error: concurrent map iteration and map write
这是因为，在map内部，是hmap结构，主要包含元数据（例如，计数器）和引用数据桶的指针。 因此，online := u.online 不会复制实际数据，而是复制的指针，实际操作的还是同一片内存。
解决这个问题也不难：
- 我们可以把锁的范围扩大，像下面这样：
func (u *User) AllOnline() int {
u.mu.RLock()
defer u.mu.RUnlock()
online := u.online
sum := 0
for _, o := range online {
if o {
sum++
}
}
return sum
}
- 另一种方法就是复制一个副本出来，像上面我们说的切片一样：
func (u *User) AllOnline() int {
u.mu.RLock()
online := make(map[string]bool, len(u.online))
for s, b := range u.online {
online[s] = b
}
u.mu.RUnlock()
sum := 0
for _, o := range online {
if o {
sum++
}
}
return sum
}
上面的例子中我们使用了*User定义了2个方法：
func (u *User) AddOnline(id string) {
u.mu.Lock()
u.online[id] = true
u.mu.Unlock()
}
func (u *User) AllOnline() int {
u.mu.RLock()
online := make(map[string]bool, len(u.online))
for s, b := range u.online {
online[s] = b
}
u.mu.RUnlock()
sum := 0
for _, o := range online {
if o {
sum++
}
}
return sum
}
我现在我们稍微修改下上面的列子：
package main
import (
"strconv"
"sync"
"time"
)
type User struct {
mu sync.RWMutex
online map[string]bool
}
func (u User) AddOnline(id string) {
u.mu.Lock()
u.online[id] = true
u.mu.Unlock()
}
func (u User) AllOnline() int {
u.mu.RLock()
online := make(map[string]bool, len(u.online))
for s, b := range u.online {
online[s] = b
}
u.mu.RUnlock()
sum := 0
for _, o := range online {
if o {
sum++
}
}
return sum
}
func main() {
u := User{}
u.online = make(map[string]bool)
go func() {
for i := 0; i < 10000; i++ {
u.AddOnline("userid" + strconv.Itoa(i))
}
}()
go func() {
for i := 0; i < 10000; i++ {
u.AllOnline()
}
}()
time.Sleep(time.Second)
}
现在我们直接使用User结构体定义这两个方法，但是当我们执行程序的时候，报了数据竞争的错误：
go run -race 10.go ================== WARNING: DATA RACE Read at 0x00c00011e060 by goroutine 7: main.User.AllOnline()
这个又是什么原因造成的呢？这是因为，当我门使用User作为参数时，直接复制了User的副本，因此sync.RWMutex也会被复制。
因为锁被复制了，所以对于同一个临界资源，处于不同锁的读写操作可以同时访问。
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