GO并发编程

Go 语言的并发编程是其核心特性之一，它提供了简洁强大的机制来处理并发任务。Go 并发模型的基石是 goroutines 和 channels。

Goroutines

Goroutine 是 Go 语言中实现并发的基本单位。你可以把它看作一个轻量级的线程，由 Go 运行时（runtime）进行管理。启动一个新的 goroutine 非常简单，只需要在函数调用前加上关键字 go。

go func() {
    fmt.Println("Hello from a goroutine!")
}()

与操作系统线程相比，goroutines 有几个关键优势：

• 更小的栈：默认情况下，goroutine 会以较小的栈空间开始（通常是2KB），而栈大小会根据需要动态地增长和缩减。
• 低开销：创建和销毁 goroutines 的开销很小，使得同时运行成千上万个 goroutines 成为可能。
• 简单的切换：Go 运行时包含自己的调度器，可以在用户级别上做到高效的 goroutine 切换，不依赖于内核的线程调度。

Channels

Channels 是 goroutines 之间进行通信的主要方式。它们是类型安全的管道，可以用来传递消息或者同步多个 goroutine 的执行。

创建一个 channel 很简单：

ch := make(chan int)

你可以向 channel 发送数据：

ch <- 42

也可以从 channel 接收数据：

value := <-ch

使用 select 语句，可以同时等待多个 channel 操作，并在某个操作就绪时执行对应的代码块：

select {
case x := <-ch1:
    fmt.Println("Received from ch1:", x)
case ch2 <- y:
    fmt.Println("Sent to ch2:", y)
default:
    fmt.Println("No communication ready")
}

sync 包

除了 goroutines 和 channels，Go 的标准库还提供了 sync 包，其中包含了一系列完成各种同步工作的原语。

• Mutexes：互斥锁可用来保护共享资源，避免发生竞态条件。
• WaitGroups：等待组用来等待一组 goroutines 执行完成。
• Cond：条件变量可以让一组 goroutines 等待某个条件的满足。
• Once：sync.Once 可以确保指定函数在程序运行期间只被执行一次。
• Pool：对象池可以用来存储和复用临时对象，减少内存分配。

Context 包

在并发编程中，经常需要控制 goroutine 的启动、运行和停止。context 包提供了一个方便的方式来传递取消信号、超时、截止时间以及其他请求相关的值。

原子操作

sync/atomic 包提供了一套原子操作的函数，用于在多个 goroutine 间安全地执行简单的数值操作，如增加或比较和交换。

并发编程在 Go 中设计得非常简单直观，但仍需谨慎使用。正确理解 goroutines 和 channels 的行为，知晓如何处理死锁和竞态条件，以及何时该使用其他同步技术，是编写高效且稳定的并发程序的关键。