GO'daki kanallar ve muteksler, eşzamanlı programlamada farklı amaçlara hizmet eder ve kanalların muteksler üzerinde kullanılmasının avantajları büyük ölçüde en iyi çözdüklerinden ve Go'nun eşzamanlılık felsefesine nasıl uyduklarından kaynaklanmaktadır. Aşağıda, çeşitli kaynaklardan toplanan bilgilere dayanarak, kanalların Mutexes üzerindeki avantajlarının ayrıntılı bir açıklaması bulunmaktadır.
Kavramsal Farklılıklar ve Go Felsefesi
GO'da kanallar öncelikle verilerin geçmesini kolaylaştıran goroutinler arasındaki iletişim ve senkronizasyon için tasarlanırken, muteksler ortak bir dışlama için paylaşılan bir kaynağa veya kritik bölüme erişimi her seferinde sadece bir goroutine kısıtlamak için tasarlanmıştır. Go, `` bellek paylaşarak iletişim kurmayın; Eşzamanlı çalışmaları koordine etmek için geliştiricileri genellikle kanallara yönlendiren iletişim kurarak belleği paylaşın.
Kanallar, goroutinlerin mesaj geçişi ile koordine edildiği işlem dizilerinin veya olay işleme dizilerinin düzenlenmesi için idealdir. Muteksler ise, paylaşılan duruma erişimin serileştirilmesi için en iyisidir ve bir seferde yalnızca bir goroutin erişimine izin vererek verileri yarış koşullarından korur.
Muteksler üzerindeki kanalların avantajları
1. Açık iletişim ve senkronizasyon
Kanallar, goroutinler arasındaki iletişim yollarını açıkça tanımlar, veri akışını ve senkronizasyon noktalarını netleştirir. Bu açıklık, eşzamanlı etkileşimler hakkında anlaşılmaya ve akıl yürütmeye yardımcı olur. Kanallar aracılığıyla iletişim kuran her goroutine, mesajları ileterek görünür bir şekilde verileri paylaşıyor ve mutekslerle yaygın olan gizli paylaşılan durum sorunlarını azaltır.
Mutexes ile, paylaşılan durum dolaylı olarak erişilebilir ve her erişim kilitleme ve kilitleme ile dikkatlice yönetilmelidir. Eksik kilitler veya uygunsuz bir şekilde açma, ince hatalara yol açabilir. Kanallar, bu tür riskleri azaltarak, mesaj geçerek senkronizasyonu kapsar.
2. Bileşenleri ayırma ve modülerliği artırma
Kanallar, veri veya etkinlik üreticilerini ve tüketicilerini ayırır. Üreticiler, kimin aldığını veya nasıl işlendiğini bilmeye gerek kalmadan kanallara mesaj gönderir. Tüketiciler eşzamansız olarak, mesajları kendi hızlarında işleyerek alırlar. Bu ayrıştırma, genişletilmesi veya test edilmesi daha kolay olan modüler, yeniden kullanılabilir bileşenlerin ve boru hatlarının oluşturulmasına izin verir.
Mutexes, paylaşılan verilere sıkıca birleştirir, çünkü hepsi aynı kilitli kaynakta koordine edilmelidir. Bu, senkronizasyon kodunu iş mantığı ile iç içe geçirebilir, netliği ve modülerliği azaltabilir.
3. İş dağıtım ve boru hatları için doğal uyum
Kanallar işçi havuzları, boru hattı ve görev dağıtım gibi kalıpları zarif bir şekilde destekler. İşleri bir kanala göndererek ve birden fazla işçi goroutinine eşzamanlı olarak tüketerek, kanallar açık senkronizasyon kodu olmadan doğal olarak koordinasyonu ve yük dengelemesini ele alır.
Muteksleri aynı amaçla kullanmak, mutekslerin kendilerinin sağlamadığı sıralama veya sinyalleme gibi ek koordinasyon mantığı gerektirir. Kanallar, kaynak plakasını azaltır ve eşzamanlı boru hatlarını ve fan çıkışını/fan-in desenlerini tasarlamayı basitleştirir.
4.. Yerleşik engelleme ve senkronizasyon semantiği
Kanallar yerleşik engelleme anlambilimleri sağlar: Eklenmemiş kanallar, alıcı hazır olana kadar göndereni bloke eder ve tamponlu kanallar, doğal olarak senkronize olan goroutinler olduğunda engeller. Bu, karmaşık durum değişkenlerine veya mutekslerin genellikle gerektirdiği ek sinyalleme mekanizmalarına olan ihtiyacı ortadan kaldırır.
Bu engelleme aynı zamanda eşzamanlı sistemlerde geri basınç ve akış kontrolünü kolaylaştırır, bu da ekstra çaba olmadan kontrolsüz yumurtlamayı veya mesaj yüklemesini önler.
5. Açık kilit yönetiminden kaçınmak
Kanallarla, geliştiriciler kilitleri manuel olarak yönetmez (yani kilit ve kilidini çağırır). Bu, kilitlenmeler riskini azaltır, kaçırılan kilidini açma çağrıları veya mutekslerde meydana gelebilecek çift kilit açma. Goroutinler ile birleştirilen kanallar, yanlış kilitleme ile ilgili eşzamanlılık hataları için yüzeyi azaltarak daha yüksek seviyeli bir eşzamanlılık soyutlaması sağlar.
Muteksler, kilit yaşam döngüsü hakkında dikkatli bir akıl yürütmeyi gerektirir ve ince eşzamanlılık sorunlarına neden olan programcı hatalarına eğilimlidir.
6. Birden çok tüketiciyi desteklemek ve yayınlama desenleri
Kanallar, birden fazla goroutin'in, olayı birden fazla kanala kopyalayarak aynı olay akışını bağımsız olarak aldığı kalıpları kolaylaştırarak her tüketicinin olayları aynı anda kendi hızında işlemesine izin verir.
Muteksler bu tür iletişim kalıplarını doğal olarak desteklemez. Mutekslerle paylaşılan bellek üzerinden yayın veya fan out semantiğinin uygulanması daha karmaşık ve hataya eğilimlidir.
7. Daha kolay kilitlenme algılama ve hata ayıklama
Kanallar açıkça goroutine senkronizasyon ve veri aktarımına işaret ettiğinden, bir programın mutekslere kıyasla nerede bloke ettiği veya kilitlenmeleri konusunda akıl yürütmek genellikle daha kolaydır. Kanal tabanlı kilitlenmeler tipik olarak, istif izlerinde doğrudan gözlemlenebilen gönderileri veya almayı bekleyen goroutines olarak görünür.
Mutex kilitlenmeleri, özellikle özyinelemeli kilitler veya birden fazla kilit alımı ile teşhis edilmesi daha zor olabilen kilitler elde etmeyi bekleyen goroutinleri içerir.
8. Go'nun eşzamanlılık yapılarıyla daha iyi entegrasyon
Kanallar, birden fazla kanaldan çoğalma, zaman aşımı işlemi veya iptal gibi iletişimi sağlayarak `` Select '' ifadesiyle sorunsuz bir şekilde entegre olur. Bu, birden fazla olaya aynı anda tepki veren bloke edici olmayan, duyarlı ve zamana duyarlı kod yazmayı kolaylaştırır.
Muteksler bu tür çok kanallı bekleme veya olay seçimi sağlamaz.
Kanallar daha iyi olmayabilir
Kanalların her durumda mutekslerin yerini almadığını bilmek önemlidir. Mutexes, paylaşılan durumu temel karşılıklı hariç tutma ile sadece korurken genellikle daha iyi performans ve daha basit kod sunar. Paylaşılan sayaçlar, haritalar veya basit durum değişkenleri genellikle bir muteks ile korunmak için daha basit ve verimlidir.
Kanallar, basit durum koruması için kullanılırsa, goroutin programlama, mesaj kopyalama ve karmaşık koordinasyon mantığı nedeniyle yükü tanıtır. Durum senkronizasyonu için kanalların aşırı kullanımı, mutekslere kıyasla ayrıntılı, daha yavaş ve daha karmaşık koda yol açabilir.
Avantajların özeti
- Kanallar açık iletişim yollarını tanımlar, kod netliğini ve akıl yürütmeyi geliştirir.
- Modüler eşzamanlılık tasarımı için üreticileri ve tüketicileri deşifre edin.
- İşçi havuzları, boru hatları ve etkinlik akışları için doğal çözümler sağlayın.
- Yerleşik engelleme anlambilim akışı kontrol ve senkronizasyonu destekler.
- Manuel kilit yönetiminden kaçınarak kilitleme riskini azaltın.
- Birden fazla tüketiciyi ve pub-sub kalıplarını zarif bir şekilde destekleyin.
- Açık engelleme noktalarıyla kilitlenme algılamasını kolaylaştırın.
- Karmaşık çoğullama için iyi bir şekilde entegre edin.
Çözüm
Go'daki kanallar, goroutinler arasında iletişim ve koordinasyon için özel olarak tasarlanmış güçlü soyutlamalar sunar. Ayrılmış, net ve kolayca eşzamanlı tasarımları etkinleştirerek iş dağılımı, olay işleme ve eşzamansız boru hatlarını içeren senaryolarda parlarlar. Manuel senkronizasyon tepesi ve potansiyel kilitleme hatalarını mutekslere kıyasla azaltırlar.
Bununla birlikte, muteksler önemli kalır ve genellikle ortak hariç tutma kullanım durumlarında paylaşılan belleğin minimum yük ile korunması için tercih edilir. En iyi uygulama, paylaşılan durumu ve kanalları korumak için muteksleri kullanmak ve iletişimi düzenlemek ve goroutinler arasındaki iş akışlarını koordine etmek ve her aracın güçlü yönlerini Go'nun eşzamanlılık modeli içinde uygun şekilde kullanmaktır.