multithreading - Golang 中的 channel 和 mutex 有什么区别？

Question

我听说channel优于sycn.Mutex.Lock()当您的程序具有高并发性时。但是为什么 channel 更有效率呢？在我看来，要实现一个安全的缓冲池(我认为 channel 可以被认为是一个缓冲池)，你必须使用锁。

如果 channel效率更高，为什么有sycn.Mutex ?因为我可以写下面的代码来模拟sync.Mutex .

type seme struct {
    lock chan int
    locked bool
}


func (l *seme)Lock() {
// state 0 for initial, 1 for locked, 2 for free.
    if atomic.CompareAndSwapInt32(&l.state, 0, 1) {
        l.lock = make(chan int, 1)
    }
    l.lock <- 0
    l.state = 1
}

func (l *seme)UnLock() {
    if !atomic.CompareAndSwapInt32(&l.state, 1, 2)  {
        panic("UnLock a free Lock")
    }
    l.state = 2
    <- l.lock
}

如果 channel到处都比mutex好, 为什么要使用 mutex ?也就是说，什么时候应该使用mutex但不是 channel ?有人可以给我一个例子吗？

Answer 1

channel 从根本上不同于互斥体。

一个有足够细节的正确答案会太长，所以让我们只介绍主要亮点，特别是在 Go channel 方面:

Go channel 提供并发例程(goroutines)之间的类型化数据传输。

一个 sync.Mutex为并发例程(goroutines)之间的共享内存提供互斥。

数据传输表示复制某个类型 T 的值。Goroutine A 将一个值放入 channel 中:

var v T  // v is a value of type T
...
ch <- v  // put v's value into the channel

何时以及是否尝试放置v进入 channel block ，如果你愿意，你可以做些什么，有点复杂，但如果 channel 被缓冲，那么至少一些值可以立即进入它而没有任何阻塞，以便发送 goroutine 可以继续.如果 channel 没有缓冲，发送方会阻塞，直到某个接收方 goroutine 正在积极等待一个值。 (有时这是可取的，有时则不是。)

同时，goroutine B 从 channel 中取出一个值:

var w T  // w is also a value of type T
...
w <- ch

要不就:

w :=<- ch

同样，何时以及是否会阻塞，您可以做什么，何时应该做某事等，可能会变得复杂；但在简单的情况下，这会等待有一个可用的值——让某个 goroutine 执行 ch <- v ，或者如果 channel 被缓冲，则已经完成了 - 然后它复制到变量 w放入 channel 的值。变量 v可能已经改变，甚至在这一点上被完全摧毁。该值已安全存储在 channel 中，现在已从 channel 中删除并放入变量 w .

Go channel 有一些额外的功能，例如关闭 channel 的能力，它可以防止进一步的写入，并将“数据结束”通知传递给读取操作。这可以通过单值读取 ( w, ok <- ch ) 进行测试，并且在 for w := range ch 中进行了隐式测试。环形。

一个 sync.Mutex例如，相比之下，您只需调用 Lock和 Unlock .它不保存任何排队的值(如缓冲 channel 那样)，甚至也没有防止您意外发送 sync.Mutex 的类型(float 本身除外)。期待string管他呢。这个锁的存在让两个或多个 goroutine 使用共享内存区域来完成某些事情。

channel 的运行时实现很可能需要某种互斥锁。这不一定是 sync.Mutex本身:任何提供足够互斥的东西就足够了。在 the Go channel implementation you are probably using ，它不是 sync.Mutex而是专门的runtime mutex . (请注意，此链接指向特定行，并且该行可能会随着时间的推移而过时。)由于某些 channel 代码是由编译器本身直接生成的，因此不应假定此处的运行时例程正在使用:您的编译器可能与众不同。然而，研究这个特定的实现可能会让您对您可以使用 channel 做什么有所启发。

互斥锁通常比 channel 简单得多。要查看示例，请将上述 channel 实现中的代码量(不包括编译器的内联插入)与此特定 Go 实现的 sync.Mutex source code 进行比较。 .