caching - 从可并发访问的结构中检索后，哪些数据类型可以安全读取和写入？

Question

问题本身可能不清楚我在这里追求的是什么，所以让我澄清一下。作为并发练习，我正在尝试编写一个需要由多个同时请求访问的缓存。缓存内容是 interface{} 类型，因此它可以包含任何内容，包括 slice 、映射和结构。当我使用 Get 方法抓取某些内容时，我会在读取它的同时对其进行 RLock，然后返回内容并以延迟的 RUnlock 结束。

这适用于数字和字符串以及返回时自动复制的任何其他值。但我担心 slice 、映射和结构实际上并没有被复制，这样返回的东西，如果像复制一样被读取或修改，实际上会改变缓存中的数据，并在互斥体之外这样做。

当然，在竞争条件下这是个问题。所以我不想从 Get 返回一些不能安全更改的东西，然后传回 Set 方法进行更新。那么问题来了:

1) 我是否正确地假设这些数据类型会为这样的场景带来问题？

2) 如何解决这个问题，从而创建一个 Get 方法，其值可以自由操作，而不必担心在竞争条件下失败？

Answer 1

您假设这些类型的数据类型(主要是引用和指向结构的指针)会导致问题是正确的，原因我将在下面讨论。

我确实看到您正在处理两个问题。首先，您需要保护缓存免受并发访问，以便缓存始终处于正确状态。如果您正在改变缓存并使用“写”锁，您的缓存将在以某种方式更改时保持其完整性。此外，只要您在从缓存中读取时使用“读”锁，就可以保证以相同的完整性从缓存中读出。因此，就目前而言，保护缓存的锁仅用于保护缓存本身。这些锁不会做任何事情来保护缓存中存储的项目。

这是您要处理的第二个问题:假设您的缓存受到保护，请考虑如果两个独立的 goroutine 从您的缓存中执行正确同步的 Get 操作会发生什么。他们甚至不必同时获取对象，但如果他们以某种方式最终“获得”指向某个结构的指针或对映射/slice 的引用，这意味着他们可能同时改变同一个对象 他们都引用了其中的内容。这表现为您描述的第二个问题。

那么你有什么选择？

1. 只有您观察到的存储值类型可能是有限的和/或昂贵的，因为必须复制所有内容。
2. 仅存储一些同步的自定义类型，同时确保它们在发生变化或读取时对自身进行适当的锁定。
3. 让你的缓存更智能，这样它就有了所有权的概念，它很乐意从缓存中返回一个对象，并且只允许一个 goroutine“持有”它直到 goroutine 完成。其他 goroutine 必须等待该对象被释放，直到前一个 goroutine 完成它。或者，您可以将 Get 设计为失败并在它尝试获取当前不可用的项目时立即返回。 这个概念被广泛用于在客户端服务器架构中构建分布式锁，其中可能有许多客户端想要访问一个对象，而分布式锁确保只有一个客户端可以持有锁。<

认为所有权的概念很重要。有人可能会说:用 channel 就好了。但是，如果您将引用类型或指向结构的指针发送到 5 个不同的 channel ，您甚至可能会陷入同一条船。这 5 个不同的 channel 可能会改变它们持有的同一个对象。呃哦!同样的问题再次出现。这就是为什么重要的是，当您将项目传递到 channel 时，您会放弃所有权而不改变它。

正如今天有人告诉我的那样...并发编程很难，您可能还可以尝试其他模式，但我希望这能让您更深入地了解您正在处理的问题。需要知道的一件事是，对于这个问题并没有真正万无一失的答案，这在很大程度上取决于您的应用程序最终行为的性质。