Go 言語プログラミング | ミューテックス同期 | 並行状態管理

はじめに

この実験では、複数の goroutine 間で安全にデータにアクセスするためにミューテックスをどのように使用するかを示すことを目的としています。

ミューテックス

この実験で解決する問題は、複数の goroutine を使用してループ内で名前付きのカウンタをインクリメントし、カウンタへのアクセスを同期させることです。

Container 構造体を使用して、カウンタのマップを保持します。
Mutex を使用して、counters マップへのアクセスを同期させます。
Container 構造体には、name という文字列を受け取り、counters マップ内の対応するカウンタをインクリメントする inc メソッドが必要です。
inc メソッドは、counters マップにアクセスする前にミューテックスをロックし、関数の終了時に defer 文を使用してアンロックします。
sync.WaitGroup 構造体を使用して、goroutine が終了するのを待ちます。
fmt.Println 関数を使用して、counters マップを出力します。

## プログラムを実行すると、カウンタが予想通りに更新されることがわかります。

## 次に、goroutine とチャネルのみを使用して同じ状態管理タスクを実装する方法を見てみましょう。

以下が完全なコードです：

// 前の例では、[原子操作](atomic-counters) を使用して簡単なカウンタ状態を管理する方法を見ました。
// より複雑な状態では、複数の goroutine 間で安全にデータにアクセスするために、[ミューテックス](https://en.wikipedia.org/wiki/Mutual_exclusion) を使用できます。

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

// Container はカウンタのマップを保持します。複数の goroutine から同時に更新するため、
// アクセスを同期させるために `Mutex` を追加します。
// ミューテックスはコピーできないことに注意してください。この `struct` を渡す場合は、
// ポインタで行う必要があります。
type Container struct {
    mu       sync.Mutex
    counters map[string]int
}

func (c *Container) inc(name string) {
    // `counters` にアクセスする前にミューテックスをロックします。関数の終了時に
    // [defer](defer) 文を使用してアンロックします。
    c.mu.Lock()
    defer c.mu.Unlock()
    c.counters[name]++
}

func main() {
    c := Container{
        // ミューテックスのゼロ値はそのまま使用可能です。ここでは初期化は不要です。
        counters: map[string]int{"a": 0, "b": 0},
    }

    var wg sync.WaitGroup

    // この関数は、名前付きのカウンタをループ内でインクリメントします。
    doIncrement := func(name string, n int) {
        for i := 0; i < n; i++ {
            c.inc(name)
        }
        wg.Done()
    }

    // 複数の goroutine を同時に実行します。すべてが同じ `Container` にアクセスし、
    // 2 つは同じカウンタにアクセスすることに注意してください。
    wg.Add(3)
    go doIncrement("a", 10000)
    go doIncrement("a", 10000)
    go doIncrement("b", 10000)

    // goroutine が終了するのを待ちます。
    wg.Wait()
    fmt.Println(c.counters)
}

まとめ

この実験では、複数の goroutine 間で安全にデータにアクセスするためにミューテックスをどのように使用するかを学びました。カウンタのマップを保持するために Container 構造体を作成し、Mutex を使用して counters マップへのアクセスを同期させました。また、名前付きのカウンタをインクリメントする inc メソッドを実装し、sync.WaitGroup 構造体を使用して goroutine が終了するのを待ちました。最後に、fmt.Println 関数を使用して counters マップを出力しました。

ミューテックスを使った並行データアクセス

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