探討Go語言中的同步與互斥

Go語言作為一種並發程式語言，提供了豐富的機制來支援多個goroutine之間的協作。在並發程式設計中，同步和互斥是兩個重要的概念。本文將探討Go語言中的同步與互斥，並結合具體的程式碼範例進行說明。

一、同步

在並發程式設計中，同步是指協調多個goroutine的執行順序，確保它們按照一定的順序執行，避免競態條件等問題。在Go語言中，常用的同步機制包括Channel、WaitGroup等。

1. 使用Channel進行同步

Channel是Go語言中用來在goroutine之間傳遞資料和同步的重要機制。透過Channel可以實現goroutine之間的同步，確保某些操作的順序執行。

下面是一個使用Channel進行同步的範例程式碼：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    ch := make(chan int)
    done := make(chan bool)

    go func() {
        fmt.Println("Goroutine 1")
        ch <- 1
    }()

go func() {
        fmt.Println("Goroutine 2")
        <-ch
        done <- true
    }()

<-done
fmt.Println("Main goroutine")
}

在上面的程式碼中，我們建立了一個無緩衝的Channel ch，同時建立了一個用於通知完成的Channel done。兩個goroutine分別列印"Goroutine 1"和"Goroutine 2"，然後透過Channel ch進行同步。最後，主goroutine等待done通道的訊息，印出"Main goroutine"表示執行完成。

2. 使用WaitGroup進行同步

WaitGroup是sync套件中提供的同步機制，可以等待一組goroutine完成之後再繼續執行。

下面是一個使用WaitGroup進行同步的範例程式碼：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

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

go func() {
        defer wg.Done()
            fmt.Println("Goroutine 1")
    }()

go func() {
        defer wg.Done()
        fmt.Println("Goroutine 2")
    }()

wg.Wait()
fmt.Println("Main goroutine")
}

在上面的程式碼中，我們建立了一個WaitGroup wg，並透過Add方法增加了2個goroutine。每個goroutine執行完任務後呼叫Done方法通知WaitGroup，最後主goroutine呼叫Wait方法等待所有goroutine執行完成。

二、互斥

在多個goroutine同時存取共享資源時，可能會產生競態條件，導致資料衝突和錯誤的結果。互斥是指對共享資源進行加鎖，確保同一時間只有一個goroutine可以存取共享資源。在Go語言中，可以使用sync套件中的Mutex來實現互斥。

下面是一個使用Mutex進行互斥的範例程式碼：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var count int
var mu sync.Mutex

func increment() {
    mu.Lock()
    count++
    mu.Unlock()
}

func getCount() int {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()
    return count
}

func main() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
    go increment()
    }

fmt.Println("Final count:", getCount())
}

在上面的程式碼中，我們定義了一個全域變數count和一個Mutex mu。 increment函數對count進行自增操作時使用了Mutex來確保並發安全。主goroutine建立了10個goroutine並發執行increment操作，最後透過getCount函數取得最終的count值並列印出來。

綜上所述，本文探討了Go語言中的同步與互斥，並提供了具體的程式碼範例進行說明。透過適當的同步和互斥機制，可以有效地管理goroutine之間的協作，確保程式的正確性和效能。在實際的並發程式設計中，需要根據特定的場景選擇合適的同步和互斥方式，以提高程式的可靠性和效率。

以上是探討Go語言中的同步與互斥的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！