Golang函數並發程式設計中的記憶體安全問題

Go 中的函數並發程式設計有記憶體安全問題，解決方法包括：互斥鎖：防止多個 goroutine 同時存取共享數據，透過鎖定和解鎖操作保護臨界區。通道：用於 goroutine 之間安全傳遞值，確保值的順序性。同步等待群組：協調多個 goroutine 的並發執行，確保在所有 goroutine 完成後才繼續執行主程式。

Golang 函數並發程式設計中的記憶體安全問題

##並發程式設計中，確保記憶體安全至關重要。在 Go 中，goroutine 是輕量級並發原語，對記憶體安全提出了獨特挑戰。

當多個 goroutine 並發存取共享記憶體時，可能會出現資料競爭，導致不一致或損壞的資料。解決此問題的關鍵是使用正確的同步機制，例如互斥鎖和通道。

互斥鎖

互斥鎖是一種同步機制，允許一次只有一個 goroutine 存取臨界區中的共享資料。其基本原則是透過鎖定和解鎖操作來保護臨界區。

var mu sync.Mutex

func incrementValue(ptr *int) {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()
    *ptr++
}

通道

通道是 Go 中實現並發的一種基本工具，它可以讓 goroutine 之間安全地傳遞值。通道本身是順序的，這意味著值只能按發送順序接收。

ch := make(chan int)

go func() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        ch <- i
    }
}

func main() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Println(<-ch)
    }
}

實戰案例

考慮以下範例，其中兩個goroutine 同時修改共享變數

count：

var count int

func incrementCount() {
    count++
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(2)

    go func() {
        for i := 0; i < 50000; i++ {
            incrementCount()
        }
        wg.Done()
    }()

    go func() {
        for i := 0; i < 50000; i++ {
            incrementCount()
        }
        wg.Done()
    }()

    wg.Wait()
    fmt.Println(count)
}

如果不加上同步，則最終的

count 值可能會小於100000，並且可能隨著goroutine 數的增加而有極大的差異。透過使用互斥鎖，可以防止這種情況發生：

var count int
var mu sync.Mutex

func incrementCount() {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()
    count++
}

使用互斥鎖，

count 的最終值始終為 100000，且不受 goroutine 數的影響。

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