Golang 関数の同時プログラミングにおけるメモリの安全性の問題

Go の関数同時プログラミングにはメモリの安全性の問題があります。解決策には次のものが含まれます。ミューテックス ロック: 複数の goroutine が同時に共有データにアクセスすることを防ぎ、ロック操作とロック解除操作を通じて重要なセクションを保護します。チャネル: ゴルーチン間で値を安全に転送し、値の順序を保証するために使用されます。同期待機グループ: 複数のゴルーチンの同時実行を調整して、すべてのゴルーチンが完了した後にのみメイン プログラムが実行を継続できるようにします。

Golang 関数の同時プログラミングにおけるメモリの安全性の問題

同時プログラミングでは、メモリの安全性を確保することが重要です。 Go では、ゴルーチンは軽量の同時実行プリミティブであり、メモリの安全性に関して特有の課題を引き起こします。

複数のゴルーチンが共有メモリに同時にアクセスすると、データ競合が発生し、データの不整合や破損が発生する可能性があります。この問題を解決する鍵は、ミューテックスやチャネルなどの正しい同期メカニズムを使用することです。

ミューテックス ロック

ミューテックス ロックは、一度に 1 つのゴルーチンのみがクリティカル セクション内の共有データにアクセスできるようにする同期メカニズムです。基本原理は、ロックとロック解除の操作によって重要なセクションを保護することです。

var mu sync.Mutex

func incrementValue(ptr *int) {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()
    *ptr++
}

Channel

Channel は Go で同時実行性を実現するための基本的なツールで、ゴルーチン間で値を安全に受け渡すことができます。チャネル自体はシーケンシャルです。つまり、値は送信された順序でのみ受信できます。

ch := make(chan int)

go func() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        ch <- i
    }
}

func main() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Println(<-ch)
    }
}

実際的なケース

2 つのゴルーチンが共有変数 count を同時に変更する次の例を考えてみましょう。

そうでない場合 同期が追加された場合、最終的な

count 値は 100000 未満になる可能性があり、ゴルーチンの数が増加するにつれて大きく変化する可能性があります。これは、ミューテックスを使用することで防ぐことができます。

var count int

func incrementCount() {
    count++
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(2)

    go func() {
        for i := 0; i < 50000; i++ {
            incrementCount()
        }
        wg.Done()
    }()

    go func() {
        for i := 0; i < 50000; i++ {
            incrementCount()
        }
        wg.Done()
    }()

    wg.Wait()
    fmt.Println(count)
}

ミューテックスを使用すると、

count の最終値は常に 100000 になり、ゴルーチンの数の影響を受けません。

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