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用golang開(kāi)發(fā)系統(tǒng)軟件的一些細(xì)節(jié)( 四 )

生活百科


盡量不加鎖以生產(chǎn)者-消費(fèi)者模型為例：如果多個(gè)消費(fèi)者之間可以做到互不關(guān)聯(lián)的處理業(yè)務(wù)邏輯，那么應(yīng)該盡量避免他們之間產(chǎn)生關(guān)聯(lián) 。其業(yè)務(wù)處理過(guò)程中需要的各個(gè)對(duì)象，宜各自一份 。
對(duì)數(shù)據(jù)加鎖，而不是對(duì)過(guò)程加鎖擁有JAVA經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)要特別小心這一點(diǎn)：JAVA中，在方法上加上個(gè)關(guān)鍵字就能實(shí)現(xiàn)互斥，但這時(shí)非常不好的設(shè)計(jì)方式 。只需要對(duì)并發(fā)環(huán)境下產(chǎn)生沖突的變量加鎖即可，代碼及其不沖突的變量都是不必要加鎖的 。
更進(jìn)一步，如果存在多個(gè)沖突的變量，且在程序中不同的位置發(fā)生沖突，那么可以對(duì)特定的一組變量定義一個(gè)特定的鎖，而不是使用一把統(tǒng)一的大鎖來(lái)進(jìn)行互斥——盡量使用多個(gè)鎖，讓沖突進(jìn)一步減小 。
讀多寫(xiě)少的場(chǎng)景考慮讀寫(xiě)鎖某些讀寫(xiě)的場(chǎng)景下，讀是可以并發(fā)的，而寫(xiě)是互斥的 。這種場(chǎng)景下，讀寫(xiě)鎖是比互斥鎖更好的選擇 。
原子操作基礎(chǔ)的原子操作技巧 var value int64 = 0 atomic.AddInt64(&value, 1)           // 原子加 atomic.AddInt64(&value, -1)          // 原子減  var n uint64 = 1  atomic.AddUint64(&n, 1)  atomic.AddUint64(&n, ^uint64(0))   // 原子減1，無(wú)符號(hào)類(lèi)型，使用反碼來(lái)減 newValue := atomic.LoadInt64(&value) // 內(nèi)存屏障，避免亂序執(zhí)行，并且同步CPU cache和內(nèi)存 atomic.StoreInt64(&value, newValue) oldValue := atomic.SwapInt64(&value, 0) // 獲取當(dāng)前值，并清零原子操作就能搞定的并發(fā)場(chǎng)景，就不要再使用鎖 。
自旋鎖golang里面哪來(lái)的自旋鎖？
其實(shí)我們可以自己寫(xiě)一個(gè):
var globalValue int64 = 0func xxx(newValue int64){ oldValue := atomic.LoadInt64(&globalValue)  // 相當(dāng)于使用 memory barrier 指令，避免指令亂序 for !atomic.CompareAndSwapInt64(&globalValue, oldValue, newValue) {  // 自旋等待，直到成功oldValue = atomic.LoadInt64(&globalValue)  // 失敗后，說(shuō)明那一瞬間值被修改了 。需要重新獲取最新的值// 其他數(shù)值操作的準(zhǔn)備 }}以上是無(wú)鎖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的經(jīng)典套路 。
atomic.Value: 用于并發(fā)場(chǎng)景下需要切換的對(duì)象有的對(duì)象很基礎(chǔ)，可能需要頻繁訪問(wèn)，且有時(shí)又會(huì)發(fā)生引用的切換 。比如程序中的全局配置，很多地方都會(huì)引用，有時(shí)配置更新后，又會(huì)切換為最新的配置 。
這種情況下，加鎖的成本太高，不加鎖又會(huì)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn) 。因此，使用sync.Value來(lái)保存全局配置的數(shù)據(jù)是個(gè)不錯(cuò)的選擇 。
type Configs map[string]stringvar globalConfig atomic.Valuefunc GetConfig() Configs { v, ok := globalConfig.Load().(Configs) if ok{return v } return map[string]string{}}func SetConfig(cfg Configs){ globalConfig.Store(cfg)}并發(fā)容器sync.Map并發(fā)map設(shè)計(jì)得很精巧，用起來(lái)也很簡(jiǎn)單 。不過(guò)很可惜，sync.Map沒(méi)有那么快，要避免將sync.Map用在程序的關(guān)鍵路徑上 。
當(dāng)然，我上述的觀點(diǎn)的區(qū)分點(diǎn)是：這是業(yè)務(wù)程序還是系統(tǒng)程序，如果是系統(tǒng)程序，盡量不要用 。我實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，sync.Map會(huì)導(dǎo)致CPU消耗高，且GC壓力增大 。
RoaringBitmap(或類(lèi)似實(shí)現(xiàn))對(duì)某些特定的場(chǎng)景，可以做到很少的鎖，很小的內(nèi)存，比如存儲(chǔ)大量UINT64類(lèi)型的集合這一點(diǎn)，RoaringBitmap是個(gè)非常好的選型 。
VictoriaMetrics中有一個(gè)RoaringBitmap實(shí)現(xiàn)的組件，叫做uint64set 。具體介紹請(qǐng)見(jiàn)：《vm中仿照RoaringBitmap的實(shí)現(xiàn)：uint64set》(本人) 。

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