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Go 语言并发编程系列(十)—— sync 包系列:互斥锁和读写锁

我们前面反复强调,在 Go 语言并发编程中,倡导「使用通信共享内存,不要使用共享内存通信」,而这个通信的媒介就是我们前面花大量篇幅介绍的通道(Channel),通道是线程安全的,不需要考虑数据冲突问题,面对并发问题,我们始终应该优先考虑使用通道,它是 first class 级别的,但是纵使有主角光环加持,通道也不是万能的,它也需要配角,这也是共享内存存在的价值,其他语言中主流的并发编程都是通过共享内存实现的,共享内存必然涉及并发过程中的共享数据冲突问题,而为了解决数据冲突问题,Go 语言沿袭了传统的并发编程解决方案 —— 锁机制,这些锁都位于 sync 包中。

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CAS和AQS

CAS的全称为Compare-And-Swap,它是一条CPU并发原语。它的功能是判断内存某个位置的值是否为预期值,如果是则更改为新的值,这个过程是原子的。CAS并发原语体现在JAVA语言中就是       sun.misc.Unsafe类中的各个方法。调用UnSafe类中的CAS方法,JVM会帮我们实现出CAS汇编指令。这是一种完全依赖于硬件的功能。那么为什么CAS会出现呢?它的作用是怎样的? 实现并发的传统方式是加锁,JAVA中的锁有synchronized和Lock。Lock是基于AQS和CAS实现的,在此先不叙述。对于synchronized锁,JVM在执行它的时候会依赖操作系统的临界区机制。这样的话,每次执行到synchronized锁,都会经历用户态和内核态之间的切换。这个过程的消耗是很大的。而且,大多数时候synchronized锁住的操作是很细粒度的。为了细粒度的操作去经历用户态和内核态之间的切换是低效的做法。   说到这,我想到了线程池。大家知道,当线程创建和销毁的时间大于任务执行的时间时,就需要考虑使用线程池了。但如果和任务执行时间相比,线程创建和销毁的时间很少,那么线程池也可不用。 在synchronized中就是这个问题,当需要同步的操作粒度很细时,使用synchronized是不高效的,这时就有CAS存在的意义了。比如对于i++这种并发计数功能,使用synchronized就大材小用了,而使用CAS来实现就会更加的轻量级,性能更好。因此可以看到java.util.concurrent.atomic包中有类似AtomicInteger这种类。我们来看下AtomicInteger类的核心源码:

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