【Go/golang】sync.Mutex / sync.WaitGroupで排他制御をする

※本記事は備忘録として記述しておりますので、ご容赦ください。

sync.Mutex

次のコードは、IDを作成するコードが同時に１つしか実行されないようにしています。
※goroutineにmutex構造体を渡すときは、必ずポインタでわたすこと。
値のまま渡してしまうと、ロックしている状態のまま別のsync.Mutexインスタンスを渡すことになってしまうので、注意が必要です。

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)

var id int

func generateID(mutex *sync.Mutex) int {
    // Lock() / Unlock()をペアで呼び出してロックする
    mutex.Lock()
    defer mutex.Unlock()

    id++
    result := id

    return result
}

func main(){
    // sync.Mutex構造体の変数宣言
    // 次の宣言をしてもポインタ型になるだけで正常に動作する
    // mutex := new(sync.Mutex)
    var mutex sync.Mutex

    for i := 0; i < 100; i++ {
        go func() {
            fmt.Printf("id: %d\n", generateID(&mutex))
        }()
    }
    // 100まで出力させたいなら終了待ちの操作が必要
    // time.Sleep(4 * time.Second)
}

# 実行結果
id: 1
id: 5
id: 6
id: 2
id: 7
id: 4
id: 3
id: 8
id: 10
id: 11
id: 12
id: 13
id: 14
id: 15
id: 16
id: 17
id: 18
id: 9
id: 19
id: 20
...
省略

# goroutineの終了待ちをしていないので、100個に到達する前に終了してしまうことがある

ロックしたままの値を渡していないか確認するには、go vetを実行することで見ることができる。

Mutexとチャネルの使い分け

• チャネルが有用な場合
  • 非同期で結果を受け取る場合
• Mutexが有用な場合
  • キャッシュ、状態管理

sync.WaitGroup

多数のgoroutineで実行しているジョブの終了待ちに使います。
※goroutineにwg構造体を渡すときは、Mutex同様必ずポインタでわたすこと。

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func main() {
    var wg sync.WaitGroup

    // ジョブ数をあらかじめ登録 (必ずgoroutineを作成する前に呼ぶ)
    // Doneが呼ばれるたびに、数がデクリメントされていく
    // Waitはこの中の数が0になるのを待機している
    wg.Add(2)

    go func() {
        // 非同期で仕事をする
        fmt.Println("仕事1")
        // Doneで完了を通知
        wg.Done()
    }()

    go func() {
        // 非同期で仕事をする
        fmt.Println("仕事2")
        // Doneで完了を通知
        wg.Done()
    }()

    // 全ての処理が終わるのを待つ
    wg.Wait()
    fmt.Println("完了")
}

# 出力結果 (仕事1と仕事2は順不同で出力される)
仕事2
仕事1
完了

# Mutexと違い、終了待ちをしているため、確実にgoroutineの終了を確認できる

WaitGroupとチャネルの使い分け

• WaitGroupの方が良い場合
  • ジョブ数が大量にある場合
  • 可変個の場合