golang如何并发

Golang作为一门高效性、快速性、安全性极高的语言，其并发特性使其成为了日趋流行的强大工具。本文从基本概念讲起，介绍了Golang如何实现并发。

一、并发与并行

首先需要明确的是并发和并行的区别。并发指的是多个任务重叠进行，同时在同一时间段内运行，而并行指的是多个任务在同一时间进行。在实践中，我们通常都会将二者混淆，但在理论上，它们是完全不同的概念。

二、Golang的goroutine

Golang的并发主要依赖于goroutine。goroutine是Golang中的一种轻量级线程，由go关键字启动。goroutine与线程的最大不同是它并不依赖于操作系统的线程来执行，而是由Golang的运行时系统直接管理。每个goroutine都是Go语言运行时环境（runtime）调度的独立单位，它们会在一个逻辑处理器中运行，逻辑处理器决定了goroutine在操作系统实际的线程数上的分配。

在Golang的程序中，主函数默认运行在一个goroutine中，而其他的goroutine可以在任何时间被启动，且可以与主函数或其他的goroutine并发执行。

三、使用go关键字启动goroutine

使用go关键字可以轻松地启动goroutine。我们只需要在函数调用前加上关键字go，系统就会根据需要自动开启新的goroutine。例如：

go func1(arg1, arg2)

这一语句将以goroutine的形式运行func1函数，同步代码将会继续执行。此时，程序会先打印出这一语句后立即执行后面的代码。在某一个时间，Go语言运行时会启动一个新的goroutine运行该函数。在这种情况下，我们并不能直接得知goroutine何时被启动以及何时结束。

对于有返回值的函数，我们需要等待goroutine执行结束后再进行下一步操作，这一过程可以通过使用通道来实现。

四、通道

通道（Channel）是Golang并发编程中非常重要的一种通信机制。通道可以在goroutine之间进行数据交换。通道总是具有发送（send）和接收（receive）操作，这些操作默认在另一端准备好前是阻塞的。

创建一个通道的语法如下：

channel := make(chan type)

其中type可以是任何类型，channel是一个具有type类型的管道。

向通道发送数据的语法如下：

channel <- data

这一语句会向通道中发送数据，并将其发给等待接收数据的goroutine。

在goroutine中接收通道中数据的语法如下：

data := <- channel

这一语句会从通道中接收数据。如果通道中不存在数据，该语句会阻塞等待数据到来。

通过通道的方式，我们可以控制goroutine之间的同步与并发。例如：

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

这一语句将在启动一个新的goroutine后等待该goroutine向通道中发送数据，然后再从通道中接收数据继续执行。

五、Sync包

除了通道之外，Golang还提供了一个Sync包来支持并发编程。这个包中提供了许多原子操作函数以及互斥锁等机制。

原子操作函数是Golang并发编程中一个非常重要的概念，它可以保证一系列操作在执行时是不可分割的，也就是说，其他goroutine在执行原子操作时无法看到中间状态，对象要么没有被修改，要么被修改了。这么做可以很好地解决了同步问题。

例如：

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

这一语句演示了使用原子操作函数来进行计算。在该程序中，goroutine将不断地向sum变量中加入1，而不会产生竞争问题。这种由于对变量的读写没有进行同步所产生的问题称为竞争条件，原子操作函数就可以完美地避免这个问题。

六、总结

本篇文章介绍了Golang如何实现并发。主要讲述了Golang的goroutine、通道、以及Sync包中的原子操作等基本要素，以及它们在并发编程中的应用。Golang的并发特性不仅助力于工程上的任务处理、服务器并发处理、实时系统开发等多个领域，也是Golang成为一门流行的编程语言的重要原因之一。

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