本文介绍使用unsafe.Pointer 来提升动态加载数据的效率问题。
场景
在很多后台服务中，需要动态加载配置文件或者字典数据。因此在访问这些配置或者字典时，需要给这些数据添加锁，保证并发读写的安全性。正常情况下，需要使用读写锁。下面来看看读写锁的例子。
读写锁加载数据
使用读写锁，可以保证访问data 不会出现竞态。
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type Config struct {
sync.RWMutex
data map[string]interface{}
}
func (c *Config) Load() {
c.Lock()
defer c.Unlock()
c.data = c.load()
}
func (c *Config) load() map[string]interface{} {
// 数据的加载
return make(map[string]interface{})
}
func (c *Config) Get() map[string]interface{} {
c.RLock()
defer c.RUnlock()
return c.data
}
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使用原子操作动态替换数据
此类业务需求有一个特点，就是读非常频繁，但是更新数据会比较少。我们可以用下面的方法替代读写锁。
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import "sync/atomic"
import "unsafe"
type Config struct {
data unsafe.Pointer
}
func (c *Config) Load() {
v := c.load()
atomic.StorePointer(&c.data, unsafe.Pointer(&v))
}
func (c *Config) load() map[string]interface{} {
// 数据的加载
return make(map[string]interface{})
}
func (c *Config) Get() map[string]interface{} {
v := atomic.LoadPointer(&c.data)
return *(*map[string]interface{})(v)
}
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使用原子操作可以保证并发读写时，在更新数据时，保证新的map不会被之前的读操作获取，因此可以保证并发的安全性。
性能测试
下面做个性能测试，其中 ConfigV2 是使用原子操作来替换的map数据。
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func BenchmarkConfig(b *testing.B) {
config := &Config{}
go func() {
for range time.Tick(time.Second) {
config.Load()
}
}()
config.Load()
b.ResetTimer()
for i := 0; i < b.N; i++ {
_ = config.Get()
}
}
func BenchmarkConfigV2(b *testing.B) {
config := &ConfigV2{}
go func() {
for range time.Tick(time.Second) {
config.Load()
}
}()
config.Load()
b.ResetTimer()
for i := 0; i < b.N; i++ {
_ = config.Get()
}
}
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二者差距有40倍,结果如下:
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goos: linux
goarch: amd64
pkg: lpflpf/loaddata
cpu: Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2630 v3 @ 2.40GHz
BenchmarkConfig-32 551491118 21.79 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkConfigV2-32 1000000000 0.5858 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
PASS
ok lpflpf/loaddata 14.870s
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技术总结
- 在做字典加载、配置加载的读多写少的业务中，可以使用原子操作代替读写锁来保证并发的安全。
- 原子操作性能比较高的原因可能是: 读写锁需要多增加一次原子操作。(有待考证)
