10.3 Go 同步与通信

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📒文章目录
- - Goroutine：轻量级的并发
  - - 技巧 1：合理使用 Goroutines
    - 技巧 2：利用 WaitGroup 同步 Goroutines
  - Channels：Go 语言的通信机制
  - - 技巧 3：使用 Buffered Channels 控制数据流
    - 技巧 4：利用 Channels 实现同步
    - 技巧 5：使用 Select 进行多路复用
  - 错误处理与超时
  - - 技巧 6：使用 ErrGroup 处理并发错误
    - 技巧 7：设置超时控制
  - 总结

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在 Go 语言的并发编程中，同步和通信是构建高效、稳定程序的关键。Go 通过 goroutines 和 channels 为开发者提供了一套简洁而强大的并发模型。本文将深入探讨 Go 中的同步与通信机制，分享一些使用技巧，旨在帮助开发者更好地理解和应用这些概念。

Goroutine：轻量级的并发

Go 语言的 goroutines 是实现并发的基石。它们是轻量级的线程，由 Go 运行时管理，可以在用户级别进行调度。Goroutine 的创建非常简单，只需要使用 go 关键字：

go myFunction()

技巧 1：合理使用 Goroutines

虽然 goroutines 可以轻松创建，但过多的 goroutines 会消耗系统资源。合理控制 goroutines 的数量，避免不必要的并发，可以提高程序的性能。

技巧 2：利用 WaitGroup 同步 Goroutines

当需要等待多个 goroutines 完成时，可以使用 sync.WaitGroup。它允许你等待一组 goroutines 完成它们的任务：

var wg sync.WaitGroup

for _, task := range tasks {
    go func() {
        defer wg.Done()
        processTask(task)
    }()
}

wg.Wait() // 等待所有 goroutines 完成

Channels：Go 语言的通信机制

Channels 是 Go 语言中实现 goroutines 间通信的机制。它们可以传递数据，并支持同步操作。

技巧 3：使用 Buffered Channels 控制数据流

Channels 可以是带缓冲的，这意味着它们可以存储一定数量的值，直到被读取。使用带缓冲的 channels 可以控制数据流，防止生产者过快地生成数据，而消费者跟不上：

ch := make(chan int, 10) // 创建一个缓冲大小为 10 的 channel

技巧 4：利用 Channels 实现同步

Channels 不仅可以用来传递数据，还可以用来同步 goroutines。例如，使用 channels 来实现一个 barrier，等待所有 goroutines 到达某个点：

done := make(chan bool)
for i := 0; i < 5; i++ {
    go func() {
        // 执行一些任务
        <-done // 等待信号
    }()
}
close(done) // 发送信号，所有 goroutines 将被解锁

技巧 5：使用 Select 进行多路复用

select 语句允许你同时等待多个 channel 操作，这在处理多个 goroutines 间的通信时非常有用：

select {
case msg := <-ch1:
    handle(ch1, msg)
case msg := <-ch2:
    handle(ch2, msg)
default:
    handleDefault()
}

错误处理与超时

在并发编程中，错误处理和超时控制是必不可少的。

技巧 6：使用 ErrGroup 处理并发错误

errgroup.Group 是一个处理一组 goroutines 并收集它们错误的方法。当其中一个 goroutine 返回错误时，errgroup 会取消其他所有 goroutines 并返回第一个遇到的错误：

eg := errgroup.Group{}
for _, task := range tasks {
    eg.Go(func() error {
        return processTask(task)
    })
}
if err := eg.Wait(); err != nil {
    log.Fatal(err)
}

技巧 7：设置超时控制

在某些情况下，你可能需要对 goroutine 的执行设置超时。这可以通过组合 channels 和 time. After 来实现：

timeout := time.After(5 * time.Second)
select {
case result := <-taskChannel:
    handleResult(result)
case <-timeout:
    log.Println("Operation timed out")
}