Gleichzeitige Datenstruktur der Go-Sprache: Leistungsoptimierung von Warteschlangen und Stapeln

In der Go-Sprache kann die Leistung von Warteschlangen und Stapeln durch die folgenden Optimierungen erreicht werden: Verwenden Sie sync.Mutex und sync.Cond, um gleichzeitige Warteschlangen zu implementieren und die Sicherheit von Lese- und Schreibvorgängen zu gewährleisten. Verwenden Sie sync.Mutex und atomare Pakete, um gleichzeitige Stapel zu implementieren und die Atomizität der Top-Zeigeraktualisierungen sicherzustellen. In praktischen Fällen wird eine effiziente gleichzeitige Verarbeitung durch gleichzeitige Warteschlangen- und Stapelverarbeitungsaufgaben erreicht.

Gleichzeitige Datenstrukturen der Go-Sprache: Leistungsoptimierung von Warteschlangen und Stapeln

In Go sind Warteschlangen und Stapel häufig verwendete Datenstrukturen. In Szenarien mit hoher Parallelität erfüllt die Standardimplementierung jedoch möglicherweise nicht die Leistungsanforderungen. In diesem Artikel wird erläutert, wie Sie die integrierten Parallelitätsprimitive der Go-Sprache verwenden, um die Leistung von Warteschlangen und Stapeln zu optimieren.

Optimierte Warteschlange

Go bietet sync.Mutex- und sync.Cond-Grundelemente, um gleichzeitige Warteschlangen zu implementieren. Hier ist eine gleichzeitige Warteschlange, die mit sync.Mutex und sync.Cond implementiert wurde: sync.Mutex 和 sync.Cond 原语来实现并发队列。这里是一个使用 sync.Mutex 和 sync.Cond 实现的并发队列：

type ConcurrentQueue struct {
    m     sync.Mutex
    items []interface{}
    conds sync.Cond
}

func (q *ConcurrentQueue) Enqueue(v interface{}) {
    q.m.Lock()
    defer q.m.Unlock()
    q.items = append(q.items, v)
    q.conds.Signal()
}

func (q *ConcurrentQueue) Dequeue() interface{} {
    q.m.Lock()
    defer q.m.Unlock()
    var v interface{}
    if len(q.items) > 0 {
        v = q.items[0]
        q.items = q.items[1:]
    }
    return v
}

通过使用 sync.Mutex 和 sync.Cond，我们可以在并发场景下安全地对队列进行读写操作。使用 Signal 信号可以唤醒等待的协程，从而提高效率。

优化栈

Go 中没有内置的并发栈实现。这里是一个使用 sync.Mutex 和 atomic 包实现的并发栈：

type ConcurrentStack struct {
    m sync.Mutex
    top *node
}

type node struct {
    data interface{}
    next *node
}

func (s *ConcurrentStack) Push(v interface{}) {
    s.m.Lock()
    defer s.m.Unlock()
    n := &node{data: v}
    n.next = s.top
    s.top = n
}

func (s *ConcurrentStack) Pop() interface{} {
    s.m.Lock()
    defer s.m.Unlock()
    if s.top == nil {
        return nil
    }
    v := s.top.data
    s.top = s.top.next
    return v
}

使用 atomic 包中的变量可以确保并发环境下的 top

func main() {
    q := ConcurrentQueue{}
    s := ConcurrentStack{}

    for i := 0; i < 1000; i++ {
        // 向队列中并发添加任务
        go func(i int) {
            q.Enqueue(i)
        }(i)
    }

    for i := 0; i < 1000; i++ {
        // 从队列中并发获取任务并推入栈中
        go func() {
            if v := q.Dequeue(); v != nil {
                s.Push(v)
            }
        }()
    }

    for i := 0; i < 1000; i++ {
        // 从栈中弹出任务并处理
        go func() {
            if v := s.Pop(); v != nil {
                // 处理任务 v
            }
        }()
    }
}

Optimierter Stack

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