GO 语言并发让你引爆项目踩雷，从入门到精通让你躲坑

2022-12-14 02:17:58

GO 语言并发编程：掌握精髓，避免踩雷

在 GO 语言的并发编程世界中，潜藏着无数的陷阱，稍有不慎就会让你的项目陷入困境。本文将带你深入探索 GO 语言的并发模式，从入门到精通，让你掌握其精髓，让你的代码如丝般顺滑。

并发编程的本质

GO 语言的并发并非通过传统的多线程实现，而是通过一种轻量级线程——goroutine。goroutine 不同于线程，它们不需要独立的内存空间和上下文切换，因此可以在数万级别规模化，对系统性能几乎没有影响。

Channel：goroutine 的沟通桥梁

channel 是 GO 语言中 goroutine 之间的数据传递机制，分为无缓冲和有缓冲两种。无缓冲 channel 在数据发送时，如果接收方尚未准备就绪，发送方会被阻塞；而有缓冲 channel 则在发送数据时，如果接收方未准备好，数据会被暂存于缓冲区，待接收方就绪后再取出。

阻塞与死锁：并发编程的隐患

阻塞是指 goroutine 等待其他 goroutine 完成操作而无法继续执行。死锁则是指两个或多个 goroutine 互相等待，导致所有 goroutine 陷入僵局。理解这两个概念至关重要，可以避免在并发编程中遭遇死胡同。

数据竞争：共享变量的噩梦

数据竞争是指多个 goroutine 同时访问同一个共享变量，其中至少一个 goroutine 对该变量进行了写操作。这会导致不可预测的结果，甚至程序崩溃。避免数据竞争的最佳实践是尽可能避免在 goroutine 中共享变量，或使用互斥锁或原子变量来保护共享变量。

并发编程最佳实践

优先使用无缓冲 channel，避免死锁风险。
尽量不共享变量，避免数据竞争。
使用互斥锁或原子变量保护共享变量。
注意 channel 的容量，避免 channel 满的异常。

代码示例

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)

func main() {
    // 无缓冲 channel
    ch := make(chan int)
    go func() {
        time.Sleep(1 * time.Second)
        ch <- 42
    }()
    fmt.Println(<-ch)

    // 有缓冲 channel
    ch = make(chan int, 1)
    go func() {
        time.Sleep(1 * time.Second)
        ch <- 42
    }()
    fmt.Println(<-ch)

    // 互斥锁保护共享变量
    var count int
    var mu sync.Mutex
    go func() {
        for i := 0; i < 10000; i++ {
            mu.Lock()
            count++
            mu.Unlock()
        }
    }()
    go func() {
        for i := 0; i < 10000; i++ {
            mu.Lock()
            count++
            mu.Unlock()
        }
    }()
    time.Sleep(1 * time.Second)
    fmt.Println(count)
}

常见问题解答

为什么 GO 语言使用 goroutine 而不是线程？
goroutine 更加轻量级，对系统性能的影响更小。
无缓冲和有缓冲 channel 有什么区别？
无缓冲 channel 在发送数据时会阻塞发送方，而有缓冲 channel 在发送数据时会将数据暂存于缓冲区。
阻塞和死锁有什么联系？
死锁是一类特殊的阻塞，多个 goroutine 相互等待，导致所有 goroutine 都无法继续执行。
如何避免数据竞争？
尽量不共享变量，或使用互斥锁或原子变量来保护共享变量。
GO 语言中的并发编程有什么优势？
并发编程可以有效利用多核 CPU，提高代码执行效率。