GoLang切片并发安全解决方案详解

1.介绍切片并发问题

关于切片的，Go语言中的切片原生支持并发吗？

2.实践检验真理

实践是检验真理的唯一标准，所以当我们遇到一个不确定的问题，直接写demo来验证，因为切片的特点，我们可以分多种情况来验证

1.不指定索引，动态扩容并发向切片添加数据

2.指定索引，指定容量并发向切片添加数据

• 不指定索引，动态扩容并发向切片添加数据

不指定索引，动态扩容并发向切片添加数据:

通过打印数据发现每次len与cap的结果都不一致

func concurrentAppendSliceNotForceIndex() {
sl := make([]int, 0)
wg := sync.WaitGroup{}
for index := 0; index < 100; index++ {
k := index
wg.Add(1)
go func(num int) {
sl = append(sl, num)
wg.Done()
}(k)
}
wg.Wait()
fmt.Println(sl)
fmt.Printf("final len(sl)=％d cap(sl)=％d\n", len(sl), cap(sl))
}
func main() {
concurrentAppendSliceNotForceIndex()
/*第一次运行代码后，输出：[2 0 1 5 6 7 8 9 10 4 17 11 12 13 14 15 16 21 18 19 20 23 22 24 25 26 39 27 28 29 30 31 35 55 54 56 57 58 59 60 61 62 64 63 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 86 91 92 93 94 96 95 97 98 99]
final len(sl)=74 cap(sl)=128*/
//第二次运行代码后，输出：省略切片元素输出... final len(sl)=81 cap(sl)=128
//第二次运行代码后，输出：省略切片元素输出... final len(sl)=77 cap(sl)=128
}

• 指定索引，指定容量并发向切片添加数据

指定索引，指定容量并发向切片添加数据：

通过结果我们可以发现符合我们的预期，长度和容量都是100

func concurrentAppendSliceForceIndex() {
sl := make([]int, 100)
wg := sync.WaitGroup{}
for index := 0; index < 100; index++ {
k := index
wg.Add(1)
go func(num int) {
sl[num] = num
wg.Done()
}(k)
}
wg.Wait()
fmt.Println(sl)
fmt.Printf("final len(sl)=％d cap(sl)=％d\n", len(sl), cap(sl))
}
func main() {
concurrentAppendSliceForceIndex()
/*第一次运行代码后，输出：[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 7
9 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99]
final len(sl)=100 cap(sl)=100*/
/*第一次运行代码后，输出：[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 7
9 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99]
final len(sl)=100 cap(sl)=100*/
/*第一次运行代码后，输出：[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 7
9 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99]
final len(sl)=100 cap(sl)=100*/
}

3.回答切片并发安全问题

我们都知道切片是对数组的抽象，其底层就是数组，在并发下写数据到相同的索引位会被覆盖，并且切片也有自动扩容的功能，当切片要进行扩容时，就要替换底层的数组，在切换底层数组时，多个goroutine是同时运行的，哪个goroutine先运行是不确定的，不论哪个goroutine先写入内存，肯定就有一次写入会覆盖之前的写入，所以在动态扩容时并发写入数组是不安全的；

所以当别人问你slice支持并发时，你就可以这样回答它：

当指定索引使用切片时，切片是支持并发读写索引区的数据的，但是索引区的数据在并发时会被覆盖的；当不指定索引切片时，并且切片动态扩容时，并发场景下扩容会被覆盖，所以切片是不支持并发的～。

4.解决切片并发安全问题方式

针对上述问题，我们可以多种方法来解决切片并发安全的问题：

1.加互斥锁

2.使用channel串行化操作

3.使用sync.map代替切片

5.附

设置为1的的时候，runtime.GOMAXPROCS(1)

package main
import (
"fmt"
"runtime"
"sync"
)
func concurrentAppendSliceNotForceIndex() {
sl := make([]int, 0)
wg := sync.WaitGroup{}
for index := 0; index < 100; index++ {
k := index
wg.Add(1)
go func(num int) {
sl = append(sl, num)
wg.Done()
}(k)
}
wg.Wait()
fmt.Println(sl)
fmt.Printf("final len(sl)=％d cap(sl)=％d\n", len(sl), cap(sl))
}
func main() {
runtime.GOMAXPROCS(1)
concurrentAppendSliceNotForceIndex()
/*
[99 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 5
5 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81
82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98]
final len(sl)=100 cap(sl)=128
*/
/*
[13 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 99 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 5
5 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81
82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98]
final len(sl)=100 cap(sl)=128
*/
/*
[10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 99 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 5
5 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81
82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98]
final len(sl)=100 cap(sl)=128
*/
}

package main
import (
"fmt"
"runtime"
"sync"
)
var wg sync.WaitGroup
var sl []int
func add() {
for index := 0; index < 100; index++ {
sl = append(sl, index)
}
wg.Done()
}
func main() {
runtime.GOMAXPROCS(1)
wg.Add(1)
go add()
wg.Wait()
//无论执行多少次都输出一下结果
fmt.Println(sl)
fmt.Printf("final len(sl)=％d cap(sl)=％d\n", len(sl), cap(sl))
/*
[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 6
3 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99]
final len(sl)=100 cap(sl)=128
*/
}

package main
import (
"fmt"
"runtime"
"sync"
)
var wg sync.WaitGroup
var sl []int
func add() {
for index := 0; index < 50; index++ {
sl = append(sl, index)
}
wg.Done()
}
func main() {
runtime.GOMAXPROCS(1)
wg.Add(2)
go add()
go add()
wg.Wait()
//无论执行多少次都输出一下结果
fmt.Println(sl)
fmt.Printf("final len(sl)=％d cap(sl)=％d\n", len(sl), cap(sl))
/*
[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49]
final len(sl)=100 cap(sl)=128
*/
}

不限数量：

package main
import (
"fmt"
"sync"
)
var wg sync.WaitGroup
var sl []int
func add() {
for index := 0; index < 50; index++ {
sl = append(sl, index)
}
wg.Done()
}
func main() {
wg.Add(2)
go add()
go add()
wg.Wait()
fmt.Println(sl)
fmt.Printf("final len(sl)=％d cap(sl)=％d\n", len(sl), cap(sl))
/*
[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49]
final len(sl)=82 cap(sl)=128
*/
}

加锁

package main
import (
"fmt"
"sync"
)
var wg sync.WaitGroup
var sl []int
var lock sync.Mutex
func add() {
for index := 0; index < 50; index++ {
lock.Lock()
sl = append(sl, index)
lock.Unlock()
}
wg.Done()
}
func main() {
wg.Add(2)
go add()
go add()
wg.Wait()
fmt.Println(sl)
fmt.Printf("final len(sl)=％d cap(sl)=％d\n", len(sl), cap(sl))
/*
[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49]
final len(sl)=100 cap(sl)=128

*/
/*
[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
30 31 32 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 33 34 35 3
6 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49]
final len(sl)=100 cap(sl)=128
*/
}

来源：https://blog.csdn.net/qq_53267860/article/details/126820348