golang如何並發

Golang作為一門高效率、快速性、安全性極高的語言，其並發特性使其成為了日益流行的強大工具。本文從基本概念講起，介紹了Golang如何實現並發。

一、並發與並行

首先需要明確的是並發與並行的區別。並髮指的是多個任務重疊進行，同時在同一時間段內運行，而並行指的是多個任務在同一時間進行。在實踐中，我們通常都會將二者混淆，但在理論上，它們是完全不同的概念。

二、Golang的goroutine

Golang的並發主要依賴goroutine。 goroutine是Golang中的一種輕量級線程，由go關鍵字啟動。 goroutine與線程的最大不同是它並不依賴作業系統的線程來執行，而是由Golang的運行時系統直接管理。每個goroutine都是Go語言運行時環境（runtime）調度的獨立單位，它們會在一個邏輯處理器中運行，邏輯處理器決定了goroutine在作業系統實際的執行緒數上的分配。

在Golang的程式中，主函數預設運行在一個goroutine中，而其他的goroutine可以在任何時間被啟動，且可以與主函數或其他的goroutine並發執行。

三、使用go關鍵字啟動goroutine

使用go關鍵字可以輕鬆啟動goroutine。我們只需要在函數呼叫前加上關鍵字go，系統就會根據需要自動開啟新的goroutine。例如：

go func1(arg1, arg2)

這一語句將以goroutine的形式執行func1函數，同步程式碼將會繼續執行。此時，程式會先列印出這一語句後立即執行後面的程式碼。在某一個時間，Go語言運行時會啟動一個新的goroutine運行該函數。在這種情況下，我們並不能直接得知goroutine何時被啟動以及何時結束。

對於有回傳值的函數，我們需要等待goroutine執行結束後再進行下一步操作，這個過程可以透過使用通道來實現。

四、通道

通道（Channel）是Golang並發程式設計中非常重要的一種通訊機制。通道可以在goroutine之間進行資料交換。通道總是具有發送（send）和接收（receive）操作，這些操作預設在另一端準備好之前是阻塞的。

建立一個通道的語法如下：

channel := make(chan type)

其中type可以是任何類型，channel是一個具有type類型的管道。

向通道發送資料的語法如下：

channel <- data

這一語句會向通道中發送數據，並將其發送給等待接收資料的goroutine。

在goroutine中接收通道中資料的語法如下：

data := <- channel

這一語句會從通道中接收資料。如果通道中不存在數據，則該語句會阻塞等待資料到來。

通過通道的方式，我們可以控制goroutine之間的同步與並發。例如：

ch := make(chan int)
go func(){
    ch <- 1
}()
data := <- ch

這一語句將在啟動一個新的goroutine後等待該goroutine向通道中發送數據，然後再從通道中接收資料繼續執行。

五、Sync套件

除了通道之外，Golang還提供了一個Sync套件來支援並發程式設計。這個包中提供了許多原子操作函數以及互斥鎖等機制。

原子操作函數是Golang並發程式設計中一個非常重要的概念，它可以保證一系列操作在執行時是不可分割的，也就是說，其他goroutine在執行原子操作時無法看到中間狀態，物件要不是沒有被修改，就是被修改了。這麼做可以很好地解決了同步問題。

例如：

var sum int64 = 0
for i := 0; i < 10000; i++ {
    go func(){
        atomic.AddInt64(&sum, 1)
    }()
}

這一語句示範了使用原子運算函數來進行計算。在該程式中，goroutine將不斷地在sum變數中加入1，而不會產生競爭問題。這種由於變數的讀寫沒有進行同步所產生的問題稱為競爭條件，原子操作函數就可以完美地避免這個問題。

六、總結

本篇文章介紹了Golang如何實現並發。主要講述了Golang的goroutine、通道、以及Sync套件中的原子操作等基本要素，以及它們在並發程式設計中的應用。 Golang的並發特性不僅助力於工程上的任務處理、伺服器並發處理、即時系統開發等多個領域，也是Golang成為一門流行的程式語言的重要原因之一。

以上是golang如何並發的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！