在 Go 中使用 Mutex 与 Channel 进行状态同步

我通过谷歌搜索查找哪种方法最适合 GoLang 的同步工作。当我开始构建自己的 GoLang 包 Go-Log 时，我就开始了这项工作。 Go-Log 是一个日志包，在 Go 的普通 Log 包之上提供实用程序，具有以下功能：将日志标记为调试和错误变体，向日志添加 / 删除时间戳以及在日志中获取调用功能详细信息。这就非常需要使这个日志记录线程安全，或者需要同步，因为当数百万个请求进入服务器日志时需要以较少的延迟同步。

通过浏览文章，StackOverflow 问答，以及常用的 Go 教学视频时，我找到了两种方法：

1. 使用线程安全的 Channel
2. 使用 Mutex 共享内存

Go 开发人员最常犯的错误是什么？

在开始讨论选择哪种方法之前，所有人需要知道作为 Go 开发人员易犯的常见错误。我知道大家都醉心于并发模式，这种模式会让你过度使用 Go 强力的 Channel 和 Goroutine，最终成为一种反模式。我并不是说 Channel 不好或者它们不能用于同步，但过度使用（在没有要求的情况下使用它）绝对不是你应该遵循的途径。

Dave Cheney 是 Go 编程语言的开源贡献者和项目成员，曾在一次采访中说过，“如果你想谈论最糟糕的代码，那就是我曾试图将 Channel 用于一切工作”
Go 的官方文档指出，“常见的 Go 新手错误是过度使用 Channel 和 Goroutine，仅仅只是因为它是可能的，和/或因为它很有趣。”

现在假设您根本没有关于 Goroutine 和 Channel 或 Mutex 的任何概念，让我们看看之前提到的关于如何进行同步，两种方法之间的区别。

使用通道进行通信以实现同步

Channel 是连接并发 Goroutine 的管道，您可以从一个 Goroutine 将值发送到 Channel，并在另一个 Goroutine 中接收值。Channel 最适合传递数据所有权，分发工作单元和传递异步结果等情况。

让我们利用 Channel 来实现 Golang 包的同步（目的是使日志同步工作并保证线程安全），下面是我之前写的包中的代码片段。

func generateMessage(message string) {
	// 建立布尔型缓冲 Channel
	done := make(chan bool, 1)
	go printMessage(done, message)
	// 阻塞主程，否则 Goroutine 来不及执行主程序已结束
	<-done//Channel 传递值并未使用
	fmt.Println("main program end!")
}

func printMessage(done chan bool, message string) {
	// 延迟函数在 return 之前执行，否则向 Channel 发送数据主程就结束
	defer func() {
		// 向通道发送数据
		fmt.Println("chanel send data!")
		done <- true
	}()
	// 内部实现
	if true {
		log.Println(message)
		return
	}
	fmt.Println(message)
}

我们使用基本 Channel 通信对多个 Goroutine 进行同步，这可能在服务器记录时发生数百万次，关于通道的优点是它们具有内置的线程安全性并防止竟态条件。

如果你仔细看我的代码，并询问是否明确需要 Channel ？答案是否定的。Channel 是 Go 中的高级概念，Go 中某些程序仅使用 Mutex， Go 的 Channel 很吸引人因为它们提供了内置的线程安全性，并鼓励对共享的关键资源进行单线程访问。 但是与 Mutex 相比，Channel 会导致性能下降。 当只需要锁定少量共享资源时，使用 Mutex 非常有用。 如果 Mutex 很适合你的需求请放心使用 sync.Mutex。

我如何使用 Mutex 使日志记录同步？

Mutex 在跨多个 Goroutine 同步状态时是一个极有用的资源，但我发现它的使用对于新的 Go 开发人员来说有些神秘。不过它很容易使用！这是我的软件包 Go-Log 的代码片段

var mutex = &sync.Mutex{}// 互斥锁
var wg sync.WaitGroup
func generateMessage(message string) {
	wg.Add(1) // 增加 WaitGroup 计数 1
	go func() {
		// 延迟函数，当 Goroutine 退出时减少 WaitGroup 计数 1
		defer wg.Done()
		printMessage(message)
	}()
	wg.Wait() // 等待所有 Goroutine，当计数为 0 时等待结束
}

func printMessage(resultMessage string) {
	mutex.Lock()         // 互斥锁锁定
	defer mutex.Unlock() // 延迟函数退出时解锁
	// 内部实现 : Ignore
	if true {
		log.Println(resultMessage)
		return
	}
	fmt.Println(resultMessage)
}

程序中使用了 mutex.Lock() 和 mutex.Unlock() 来创建共享资源的同步锁。为了管理多个日志，每次都要创建一个 Goroutine 并将它们添加到 sync.WaitGroup，这是一个重要的同步原语，允许协作的 Goroutine 在再次独立进行之前共同等待阈值事件。

在上面的例子中，这种方法更好更快！ 我们减少了不必要的开销。 但是如果您发现 sync.Mutex 锁定规则过于复杂，扪心自问使用通道是否真的更简单。

查看我的软件包的源代码，了解我实际上是如何使用 Mutex 以实现同步：

https://github.com/MindorksOpenSource/Go-Log

附加资源

• [Closing] https://www.acloudtree.com/understanding-when-to-use-channels-or-mutexes-in-go/
• [MutexOrChannel] https://github.com/golang/go/wiki/MutexOrChannel

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