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在Go语言中#xff0c;Mutex#xff08;互斥锁#xff09;和RWMutex#xff08;读写锁#xff09;是用于管理并发访问共享资源的核心工具。以下是它们的常见问题、使用场景及最佳实践总结#xff1a; 1. Mutex 与 RWMutex 的区别
Mutex: 互斥锁#xf…
mutex, rwmutex
在Go语言中Mutex互斥锁和RWMutex读写锁是用于管理并发访问共享资源的核心工具。以下是它们的常见问题、使用场景及最佳实践总结 1. Mutex 与 RWMutex 的区别
Mutex: 互斥锁保证同一时刻只有一个 goroutine 访问共享资源。适用于读写操作都需要独占的场景如计数器。 RWMutex: 读写锁允许多个读操作并行但写操作完全独占。适用于读多写少的场景如配置信息读取。 2. 常见问题及解决方案
2.1 死锁
原因: 未释放锁、重复加锁或锁竞争导致永久阻塞。解决: 使用 defer mu.Unlock() 确保释放锁。避免在同一个 goroutine 中重复加锁不可重入。
2.2 数据竞争
原因: 未对共享资源的所有访问路径加锁。解决: 明确锁的保护范围确保所有访问共享数据的操作都被锁覆盖。使用 go test -race 检测数据竞争。
2.3 锁拷贝
原因: 复制包含锁的结构体导致锁状态异常。解决: 通过指针传递包含锁的结构体。避免直接复制 sync.Mutex 或 sync.RWMutex。
2.4 写饥饿RWMutex
原因: 大量读操作阻塞写操作。解决: 评估场景是否需要 RWMutex或通过优先级队列优化写操作。Go 1.18 的 Mutex 支持饥饿模式避免长时间等待。 3. 使用场景
Mutex:var counter int
var mu sync.Mutexfunc increment() {mu.Lock()defer mu.Unlock()counter
}RWMutex:var config map[string]string
var rwmu sync.RWMutexfunc readConfig(key string) string {rwmu.RLock()defer rwmu.RUnlock()return config[key]
}func updateConfig(key, value string) {rwmu.Lock()defer rwmu.Unlock()config[key] value
}4. 最佳实践
锁的作用域: 锁应保护数据而非代码确保所有访问共享资源的路径都被覆盖。 优先使用 defer: 避免忘记解锁尤其在复杂逻辑或异常处理中。 替代方案: 对简单数值操作如计数器使用 atomic 包。通过 Channel 实现“通过通信共享内存”。 性能优化: 减少锁的持有时间如仅在读写共享数据时加锁。在高并发场景中评估锁竞争是否成为瓶颈。 5. 注意事项
不可重入: Go 的锁不支持重入同一 goroutine 重复加锁会导致死锁。零值可用: sync.Mutex 和 sync.RWMutex 的零值可直接使用无需初始化。避免嵌套锁: 多个锁的嵌套使用可能导致复杂死锁需按固定顺序加锁。 通过合理选择 Mutex 或 RWMutex并遵循最佳实践可以有效避免并发问题编写高效且安全的 Go 代码。
协程线程区别
协程Coroutine和线程Thread都是用于实现并发执行的机制但它们在调度方式、资源消耗、通信机制等方面有显著区别。线程是操作系统级别的并发单位由内核调度而协程是用户态的轻量级线程由程序自身调度。
解答思路
首先明确两者的基本定义和使用场景。对比它们的调度机制线程由操作系统调度器管理而协程由用户程序或运行时系统管理。比较它们的开销线程切换代价高需要操作系统参与协程切换快仅需保存寄存器状态。分析资源占用线程拥有独立的栈空间内存占用较大协程共享线程资源更节省内存。总结适用场景CPU密集型适合多线程IO密集型或多任务协作适合协程。
深度知识讲解
一、基本概念 线程Thread 线程是进程内的一个执行单元多个线程共享同一进程的地址空间和资源。每个线程有自己独立的栈和寄存器上下文。线程由操作系统负责创建、销毁和调度。 协程Coroutine 协程是一种用户态的非抢占式多任务机制可以看作是“轻量级线程”。它不像线程那样被操作系统调度而是由程序员显式控制其切换。协程之间通常是协作式的即当前协程主动让出控制权给下一个协程。
二、核心区别
调度机制不同
线程是抢占式的操作系统根据优先级、时间片等策略决定哪个线程运行。协程是协作式的必须由当前协程主动 yield 控制权才能切换到下一个协程。
上下文切换开销
线程切换涉及内核态与用户态的切换需要保存/恢复更多的寄存器和状态信息开销大。协程切换完全在用户态进行只需保存少量寄存器开销极小。
资源占用
线程通常默认分配较大的栈空间如1MB因此不能大量创建。协程栈空间较小可配置为几KB支持同时运行成千上万个协程。
同步与通信
线程间通信需要互斥锁、信号量等机制容易引发竞态条件。协程可以通过通道channel、事件循环等方式进行安全高效的通信。
并发模型
多线程属于并行模型适用于 CPU 密集型任务。协程属于异步/协作式并发模型适用于 IO 密集型任务如网络请求、文件读写。
GMP调度
Go语言的GPM调度模型是Go运行时中用于处理并发的核心机制之一它将Goroutine轻量级线程有效地映射到系统线程上以最大化并发性能。GPM模型主要由三个部分组成GGoroutine、PProcessor、MMachine。让我们逐一详细介绍
1. GGoroutine
Goroutine 是Go语言中用于并发执行的轻量级线程每个Goroutine都有自己的栈和上下文信息。Goroutine相对于操作系统的线程更加轻量级可以在同一时间内运行成千上万的Goroutine。
2. PProcessor
P 是处理Goroutine的调度器的上下文每个P包含一个本地运行队列Local Run Queue用于存储需要运行的Goroutine。P的数量由GOMAXPROCS设置决定它决定了并行执行的最大线程数。P不仅管理Goroutine还负责与M协作将Goroutine分配给M执行。
3. MMachine
M 代表操作系统的线程负责执行Goroutine。一个M一次只能执行一个Goroutine。M是实际执行代码的工作单元M与P绑定后才能执行Goroutine。M可以通过调度器从全局运行队列中拉取新的Goroutine也可以与其他M协作完成工作。
4. GPM模型的调度过程
调度器工作机制Goroutine创建后会被放入P的本地队列P会从该队列中选择Goroutine并将其分配给M执行。如果本地队列为空P可以从全局运行队列或其他P的队列中窃取任务。工作窃取机制如果一个P的本地队列为空而另一个P的本地队列中有多个Goroutine前者可以从后者中窃取任务从而保持系统的高效利用率。阻塞与调度当M执行的Goroutine阻塞例如I/O操作时M会释放当前的P并等待P重新分配任务从而避免资源浪费。
5. 模型优点
高效的并发调度GPM模型使得Go语言可以高效地管理数百万个Goroutine的并发执行。可伸缩性通过P与M的动态调度GPM模型可以充分利用多核处理器的性能。轻量级Goroutine非常轻量创建和切换的成本比系统线程要低得多。
redis 常见数据类型 压缩列表
连续内存块组成的顺序型数据结构 O(1)定位首尾元素其他需要遍历不适合存储太多数据。
整数集合 跳表
跳表的优势是能支持平均O(logN)复杂度的节点查找 zset存储member和score
quicklist代替双向链表 listpack代替压缩列表 redis跳表的增删改查复杂度
OlogN
redis跳表数据结构高度创建怎么删改 跳跃表Skip List的删除和修改操作需要结合其多层链表结构的特点进行调整以下是具体实现步骤和原理 一、删除操作
删除节点的核心步骤是找到目标节点在所有层的引用并更新这些层的指针以跳过该节点。
1. 删除流程 查找目标节点 从最高层开始向右遍历直到找到等于或大于目标值的节点。如果当前层的下一个节点等于目标值记录该层的前驱节点即指向目标节点的节点。逐层向下重复此过程直到最底层Level 0。时间复杂度O(log n)与查找操作相同。 调整指针 对每一层从最高层到最底层 如果该层存在指向目标节点的前驱节点将其指针指向目标节点的下一个节点。例如若前驱节点在 Level 2 指向目标节点则将前驱节点的 Level 2 指针指向目标节点的 Level 2 后继节点。 操作示例原结构删除节点 30
Level 2: 10 -------------------------- 50
Level 1: 10 ------- 30 ------- 50
Level 0: 10 - 20 - 30 - 40 - 50删除后
Level 2: 10 -------------------------- 50
Level 1: 10 ------- 50
Level 0: 10 - 20 - 40 - 50释放内存 删除节点后释放该节点的内存在 Redis 等语言中可能由 GC 自动处理。
2. 关键注意事项
多线程安全如果跳跃表支持并发操作删除时需加锁如 Redis 单线程模型无需考虑。更新最大层高若删除的节点是最高层的唯一节点需降低跳跃表的最大层高。 二、修改操作
修改操作分为两种情况仅修改值Value 或 修改键Score。
1. 仅修改值Value
流程 查找目标节点时间复杂度 O(log n)。直接更新值无需调整指针直接修改节点的值字段。 时间复杂度O(log n)仅查找时间。
2. 修改键Score
由于跳跃表是按键Score有序排列的修改键后需保证顺序性因此需要先删除旧节点再插入新节点。 流程 删除旧节点O(log n)。插入新节点按新键值插入O(log n)。 总时间复杂度O(log n) O(log n) O(log n). 示例 原结构修改节点 30 的 Score 为 35
Level 1: 10 ------- 30 ------- 50
Level 0: 10 - 20 - 30 - 40 - 50修改后
Level 1: 10 -------------------------- 50
Level 0: 10 - 20 - 40 - 50
新插入节点 35
Level 1: 10 ---------- 35 ------- 50
Level 0: 10 - 20 - 35 - 40 - 50redis持久化AOF怎么做 数组中重复的数据
https://leetcode.cn/problems/find-all-duplicates-in-an-array/description/
func findDuplicates(nums []int) []int {n : len(nums)ans : []int{}for i:0;in;i{x : nums[i]if x0{x -x}if nums[x-1]0{ans append(ans, x)}else{nums[x-1] -nums[x-1]}}return ans
}
