这期内容当中小编将会给大家带来有关Thread和goroutine两种方式怎样实现共享变量按序输出，文章内容丰富且以专业的角度为大家分析和叙述，阅读完这篇文章希望大家可以有所收获。
最近在看go的一些底层实现，其中印象最为深刻的是go语言创造者之一Rob Pike说过的一句话，不要通过共享内存通信，而应该通过通信来共享内存，其中这后半句话对应的实现是通道（channel），利用通道在多个协程（goroutine）之间传递数据。看到这里，我不禁产生了一个疑问，对于无状态数据之间的传递，通过通道保证数据之间并发安全没什么问题，但我现在有一个临界区或者共享变量，存在多线程并发访问。Go协程如何控制数据并发安全性？难道还有其它高招？带着这个疑问，我们看看Go是如何保证临界区共享变量并发访问问题。
下面我们通过一个经典的题目来验证线程和协程分别是如何解决的。
有三个线程/协程完成如下任务：1线程/协程打印1，2线程/协程打印2，3线程/协程打印3，依次交替打印15次。输出：123123123123123
java对于这个问题如何解决呢？首先要求依次输出，那么只要保证线程互相等待或者说步调一致即可实现上述问题。
如何实现步调一致呢？我知道的方法至少有三种，以下我通过三种实现方式来介绍Java线程是如何控制临界区共享变量并发访问。
通过Synchronized解决互斥问题; （wait/notifyAll）等待-通知机制控制多个线程之间执行节奏。实现方式如下：
计算
安全
数据库
网络和加速
企业服务
public class Thread123 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread123 testABC = new Thread123(); Thread thread1 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { for (int i = 0; i < 5; i++) { testABC.printA(); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); Thread thread2 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { for (int i = 0; i < 5; i++) { testABC.printB(); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); Thread thread3 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { for (int i = 0; i < 5; i++) { testABC.printC(); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); thread1.start(); thread2.start(); thread3.start(); thread1.join(); thread2.join(); thread3.join(); } int flag = 1; public synchronized void printA() throws InterruptedException { while (flag != 1) { this.wait(); } System.out.print(flag); flag = 2; this.notifyAll(); } private synchronized void printB() throws InterruptedException { while (flag != 2) { this.wait(); } System.out.print(flag); flag = 3; this.notifyAll(); } private synchronized void printC() throws InterruptedException { while (flag != 3) { this.wait(); } System.out.print(flag); flag = 1; this.notifyAll(); }}看到这段实现可能大家都会有如下两个疑问：
为啥要用notifyAll，而没有使用notify？
“这两者其实是有一定区别的，notify是随机的通知等待队列中的一个线程，而notifyAll是通知等待队列中所有的线程。可能我们第一感觉是即使使用了notifyAll也是只能有一个线程真正执行，但是在多线程编程中，所谓的感觉都蕴藏着风险，因为有些线程可能永远也不会被唤醒，这就导致即使满足条件也无法执行，所以除非你很清楚你的线程执行逻辑，一般情况下，不要使用notify。有兴趣的话，上面例子，可以测试下，你就可以得知为什么不建议你用notify。
”
为啥要用while循环，而不是用更轻量的if？
“利用while的原因，从根本上来说是java中的编程范式，只要涉及到wait等待，都需要用while。原因是因为当wait返回时，有可能判断条件已经发生变化，所以需要重新检验条件是否满足。
”
通过Lock解决多线程之间互斥问题; (await/signal)解决线程之间同步，当然这种实现方式和上一种效果是一样的。
public class Test { // 打印方式跟上一种方式一样，这里不在给出。 private int flag = 1; private Lock lock = new ReentrantLock(); private Condition condition1 = lock.newCondition(); private Condition condition2 = lock.newCondition(); private Condition condition3 = lock.newCondition(); private void print1() { try { lock.lock(); while (flag != 1) { try { this.condition1.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.print("A"); flag = 2; this.condition2.signal(); }finally { lock.unlock(); } } private void print2() { try { lock.lock(); while (flag != 2) { try { this.condition2.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.print("B"); flag = 3; this.condition3.signal(); }finally { lock.unlock(); } } private void print3() { try { lock.lock(); while (flag != 3) { try { this.condition3.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.print("C"); flag = 1; this.condition1.signal(); }finally { lock.unlock(); } }信号量获取和归还机制来保证共享数据并发安全，以下为部分核心代码；
// 以s1开始的信号量,初始信号量数量为1private static Semaphore s1 = new Semaphore(1);// s2、s3信号量,s1完成后开始,初始信号数量为0private static Semaphore s2 = new Semaphore(0);private static Semaphore s3 = new Semaphore(0);static class Thread1 extends Thread { @Override public void run() { try { for (int i = 0; i < 10; i++) { s1.acquire();// s1获取信号执行,s1信号量减1,当s1为0时将无法继续获得该信号量 System.out.print("1"); s2.release();// s2释放信号，s2信号量加1（初始为0），此时可以获取B信号量 } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }}其实除了以上方法，用CountDownLatch实现多个线程互相等待应该也是可以解决的，这里不在过多举例。
在用Go的实现过程中，主要用到了三个知识点。1、先后启用了三个goroutine对共享变量进行操作; 2、一把互斥锁产生的三个条件变量对三个协程进行控制; 3、使用signChannel目的是为了不让goroutine过早结束运行。
package mainimport ( "log" "sync")func main() { //声明共享变量 var flag = 1 //声明互斥锁 var lock sync.RWMutex //三个条件变量，用于控制三个协程执行频率 cnd1 := sync.NewCond(&lock) cnd2 := sync.NewCond(&lock) cnd3 := sync.NewCond(&lock) //创建一个通道，用于控制goroutine过早结束运行 signChannel := make(chan struct{}, 3) //最大循环次数 max := 5 go func(max int) { //本次goroutine执行完成之后释放 defer func() { signChannel <- struct{}{} }() //循环执行 for i := 1; i <= max; i++ { // 锁定本次临界环境变量修改 lock.Lock() //通过for循环检测条件是否发生变化，类似于上面的while for flag != 1 { //等待 cnd1.Wait() } //输出 log.Print(flag) //修改标识，释放锁、并对其它协程发送信号 flag = 2 lock.Unlock() cnd2.Signal() } }(max) go func(max int) { defer func() { signChannel <- struct{}{} }() for i := 1; i <= max; i++ { lock.Lock() for flag != 2 { cnd2.Wait() } log.Print(flag) flag = 3 lock.Unlock() cnd3.Signal() } }(max) go func(max int) { defer func() { signChannel <- struct{}{} }() for i := 1; i <= max; i++ { lock.Lock() for flag != 3 { cnd3.Wait() } log.Print(flag) flag = 1 lock.Unlock() cnd1.Signal() } }(max) <- signChannel <- signChannel <- signChannel}可以看出这种实现方式也是通过锁和条件变量来控制临界区，这跟线程中Lock、await/signal实现方式没什么区别。（这是初次学习Go中互斥锁这块知识时，根据自己理解，编写的一种实现方式，如有问题，请多指教或者留言指正）
通过如上加锁和条件变量的机制解决了临界区变量并发安全问题，我们知道，之所以会如上出现并发问题，从源头上来说是硬件开发人员给软件开发人员挖的一个坑，为了提高并发性能，计算机出现了多核CPU，为了提高运算速度，CPU中又添加了高速缓存，这就导致多个CPU在做计算的时候缓存不能共享、交替执行，从而出现并发问题，无论线程、还是协程、解决思路很简单，通过加锁、禁用CPU缓存、公用内存。当然还存在编译优化带来的指令重排序问题，要想彻底解决必须从编程语言层面保证原子性 、有序性。无论如何处理，要想保证临界区变量的安全，总会存在一定性能损耗。
上述就是小编为大家分享的Thread和goroutine两种方式怎样实现共享变量按序输出了，如果刚好有类似的疑惑，不妨参照上述分析进行理解。如果想知道更多相关知识，欢迎关注亿速云行业资讯频道。
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