concurrency - channel 的读写排斥

我想在Go中编写一个小的内存数据库。
读写请求将通过 channel 传递并由db引擎处理，这将确保正确完成访问。

第一个想法是模仿RWMutex的行为。只有它会使用更惯用的go风格。

这是我想做的一个小玩具(虽然很长)的例子。

package main

import (
    "log"
    "math/rand"
    "time"
)

var source *rand.Rand

type ReqType int

const (
    READ = iota
    WRITE
)

type DbRequest struct {
    Type  int              // request type
    RespC chan *DbResponse // channel for request response
    // content here
}

type DbResponse struct {
    // response here
}

type Db struct {
    // DB here
}

func randomWait() {
    time.Sleep(time.Duration(source.Intn(1000)) * time.Millisecond)
}

func (d *Db) readsHandler(in <-chan *DbRequest) {
    for r := range in {
        id := source.Intn(4000000)
        log.Println("read ", id, " starts")
        randomWait()
        log.Println("read ", id, " ends")
        r.RespC <- &DbResponse{}
    }
}

func (d *Db) writesHandler(r *DbRequest) *DbResponse {
    id := source.Intn(4000000)
    log.Println("write ", id, " starts")
    randomWait()
    log.Println("write ", id, " ends")
    return &DbResponse{}
}

func (d *Db) Start(nReaders int) chan *DbRequest {
    in := make(chan *DbRequest, 100)
    reads := make(chan *DbRequest, nReaders)

    // launch readers
    for k := 0; k < nReaders; k++ {
        go d.readsHandler(reads)
    }

    go func() {
        for r := range in {
            switch r.Type {
            case READ:
                reads <- r
            case WRITE:
                // here we should wait for all reads to
                // be over (how ??)

                r.RespC <- d.writesHandler(r)

                // here writesHandler is blocking,
                // this ensures that no additional
                // read is added in the reads channel
                // before the write is finished
            }
        }
    }()

    return in
}

func main() {
    seed := time.Now().Unix()
    source = rand.New(rand.NewSource(seed))

    blackhole := make(chan *DbResponse, 100)

    d := Db{}
    rc := d.Start(4)
    wc := time.After(3 * time.Second)

    go func() {
        for {
            <-blackhole
        }
    }()

    for {
        select {
        case <-wc:
            return
        default:
            if source.Intn(2) == 0 {
                rc <- &DbRequest{READ, blackhole}
            } else {
                rc <- &DbRequest{WRITE, blackhole}
            }
        }
    }
}

当然，此示例显示了读/写冲突。

我觉得我正在尝试做一些邪恶的事情:使用旨在避免这种情况的结构共享内存...
在这一点上，一个显而易见的解决方案是在两种类型的请求处理周围添加RWMutex锁，但是也许有一种仅使用goroutine和 channel 的聪明解决方案。

最佳答案

为什么不只使用RWMutex？它已经过优化，非常高效，并且在概念上很简单。只需在您的Db对象中嵌入一个

type Db struct {
    sync.RWMutex
    // DB here
}

你可以这样称呼它

db := &Db{}
...
db.Lock()
// do RW operations
db.Unlock()
...
db.RLock()
// do Read operations
db.RUnlock()

我不知道一种使用 channel 获得更好性能的方法。但是，您可以使用无锁技术获得更好的性能，但是我建议您先运行RWMutex版本。

另一个并发问题是，将fmt包写入stdout不是线程安全的，最终您将看到乱码。请尝试使用日志包。您可以将其设置为
到没有日志记录前缀的stdout，它将确保原子写入。