讲一讲 Golang 的并发控制

讲一讲 Golang 的并发控制

题目来源：哔哩哔哩

答案1：

开发 go 程序的时候，时常需要使用 goroutine 并发处理任务，有时候这些 goroutine 是相互独立的，需要保证并发的数据安全性，也有的时候，goroutine 之间要进行同步与通信，主 goroutine 需要控制它所属的子goroutine。前者并发数据安全依赖锁机制和原子操作，包括互斥锁 sync.Mutex，读写锁 sync.RWMutex，原子操作sync/atomic等，后者涉及到并发行为控制，并发行为控制有三种常见的方式，分别是 WaitGroup，Channel，Context。

数据安全性控制（data race）

互斥锁 sync.Mutex
读写锁 sync.RWMutex
原子操作 sync/atomic

并发 gorutine 行为控制

sync.WaitGroup（等待所有 goroutine 全部结束）
channel（可以用有缓冲队列控制 goroutine 的数量，可以用 channel+select 实现 goroutine 间的消息通知）
Context（web 场景中，树状的调用结构下，各 goroutine 间消息同步（退出、超时等），父 context 通知所有子 context）

WaitGroup

WaitGroup 位于 Sync 包中，

func (wg *WaitGroup) Add(delta int) func (wg *WaitGroup) Done() func (wg *WaitGroup) Wait()

Add方法，用来设置 WaitGroup 的计数值；
Done方法，用来将 WaitGroup 的计数值减 1，其实就是调用Add(-1);
Wait方法，调用这个方法的 goroutine 会一直阻塞，直到 WaitGroup 的计数值变为 0。

func main() {
  var wg sync.WaitGroup
  wg.Add(2) //添加需要完成的工作量2
  go func() {
    wg.Done() //完成工作量1
    fmt.Println("goroutine 1 完成工作！")
  }()
  go func() {
    wg.Done() //完成工作量1
    fmt.Println("goroutine 2 完成工作！")
  }()
  wg.Wait() //等待工作量2均完成
  fmt.Println("所有的goroutine均已完成工作！")
}
输出:
//goroutine 2 完成工作！
//goroutine 1 完成工作！
//所有的goroutine均已完成工作！

WaitGroup这种并发控制方式尤其适用于：某任务需要多 goroutine 协同工作，每个 goroutine 只能做该任务的一部分，只有全部的 goroutine 都完成，任务才算是完成。因此，WaitGroup同名字的含义一样，是一种等待的方式。在使用 WaitGroup 的时候，需要注意以下几点：
不重用 WaitGroup 。虽然 WaitGroup 可以在计数值恢复到零值的时候被重用，但如果在 WaitGroup 的计数器还没有恢复到零值的时候被重用，会导致panic。所以不如新建一个 WaitGroup 也不会有很大的资源开销。
保证所有的 Add 方法调用都在 Wait 之前。
不传递负数给 Add 方法，只通过 Done 来给计数值减 1。
不做多余的 Done 方法调用，保证 Add 的技术值和 Done 方法调用的数量是一样的。
不遗漏 Done 方法的调用，否则回导致 Wait hang 住无法返回。

Channel

Channel，可以理解为管道，它的主要功能点是：

队列存储数据
阻塞和唤醒goroutine

Channel 是 Go 中的一个核心类型。channel 是 goroutine 之间主要的通讯方式，一般会和 select 搭配使用。它可以解决实际的业务中，经常需主动的通知某一个 goroutine 结束的问题。比如我们开启一个后台监控 goroutine，当不再需要监控时，就应该通知这个监控 goroutine close，不然它会一直空转，造成泄漏。针对这种情况，就采用 channel+select的方法对 goroutine 进行控制。

面试过程中，也可以讲一讲 CSP：
Channel 是 go CSP 模型的关键，Go 语言实现了 CSP 的部分理论，goroutine 对应 CSP 中并发执行的实体，channel 就对应着 CSP 模型中的 channel。CSP 描述这样一种并发模型：多个 Process 使用一个 Channel 进行通信, 这个 Channel 连结的 Process 通常是匿名的，消息传递通常是同步的（有别于 Actor Model）。

Context

Context 通常被译作上下文，它是一个比较抽象的概念。在讨论链式调用技术时也经常会提到上下文。一般理解为程序单元的一个运行状态、现场、快照，而翻译中上下又很好地诠释了其本质，上下则是存在上下层的传递，上会把内容传递给下。在 Go 语言中，程序单元也就指的是 Goroutine。每个 Goroutine 在执行之前，都要先知道程序当前的执行状态，通常将这些执行状态封装在一个 Context 变量中，传递给要执行的 Goroutine 中。上下文则几乎已经成为传递与请求同生存周期变量的标准方法。在网络编程下，当接收到一个网络请求 Request，在处理这个 Request 的 Goroutine 中，可能需要在当前 Goroutine 继续开启多个新的 Goroutine 来获取数据与逻辑处理（例如访问数据库、RPC 服务等），即一个请求 Request，会需要多个 Goroutine 中处理。而这些Goroutine 可能需要共享 Request 的一些信息；同时当 Request 被取消或者超时的时候，所有从这个 Request 创建的所有 Goroutine 也应该被结束。

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