进阶解读 Golang 并发知识

2024-02-21 08:26:19

Golang 并发知识精髓解析：协程、通信与同步

前言

Golang 语言的并发特性是其强大的优势之一，也是学习 Golang 过程中不可忽视的重要知识点。在之前的文章中，我们已经介绍了并发编程的基础概念和使用协程（Goroutine）和通道（Channel）进行通信。在本文中，我们将深入探究并发编程的精髓，包括互斥锁、同步与异步编程。

一、互斥锁：协程间的数据安全保障

在并发编程中，互斥锁是用来保护共享资源的一种机制，它可以确保在同一时刻只有一个协程能够访问共享资源。在 Golang 中，可以使用 sync.Mutex 类型来实现互斥锁。

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

var (
	count int
	mu    sync.Mutex
)

func incrementCount() {
	mu.Lock()
	count++
	mu.Unlock()
}

func main() {
	for i := 0; i < 1000; i++ {
		go incrementCount()
	}

	fmt.Println(count) // 输出：1000
}

在这个例子中，我们使用互斥锁来保护共享变量 count，确保在同一时刻只有一个协程能够访问它。这样就可以保证 count 的值始终是正确的，不会出现数据竞争的情况。

二、同步与异步编程：协程间的协作方式

在并发编程中，同步与异步编程是两种不同的协程协作方式。同步编程是指一个协程必须等待另一个协程完成任务才能继续执行，而异步编程是指一个协程可以继续执行，而无需等待另一个协程完成任务。

在 Golang 中，可以使用 channel 来实现同步编程。例如，我们可以使用一个 channel 来传递一个信号，表示另一个协程已经完成了任务。

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

var (
	done = make(chan bool)
	mu   sync.Mutex
)

func worker() {
	mu.Lock()
	fmt.Println("Worker is done")
	done <- true
	mu.Unlock()
}

func main() {
	go worker()

	<-done // 等待 worker 完成任务

	fmt.Println("Main is done")
}

在这个例子中，我们使用 channel done 来同步 main 协程和 worker 协程。worker 协程在完成任务后向 done channel 发送一个信号，main 协程收到信号后继续执行。

异步编程

在 Golang 中，可以使用 goroutine 来实现异步编程。例如，我们可以使用 goroutine 来并发执行多个任务，而无需等待这些任务完成。

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	for i := 0; i < 10; i++ {
		go func(i int) {
			fmt.Println(i)
		}(i)
	}

	time.Sleep(time.Second) // 等待 goroutine 完成
}