golang函數的並發安全

Go 函數的並發安全性是指函數在並發呼叫時仍能正確運作，避免因多個 goroutine 同時存取資料而導致損壞。實現並發安全的函數可以使用鎖、通道或原子變數等方法。鎖允許 goroutine 獨佔存取臨界區，通道提供安全通訊機制，原子變數提供並發安全存取特定變數。實戰案例中，使用通道實作了並發安全函數，確保多個 goroutine 依照正確順序存取共享資源。

Go 語言函數的並發安全性

在 Go 中，並發安全性是指確保函數在並發呼叫時仍能正確運作。換句話說，函數必須確保其內部狀態不會因為多個 goroutine 同時存取而被損壞。

並發不安全函數的範例

以下是一個並發不安全的函數範例：

var counter int

func IncrementCounter() {
    counter++
}

即使counter 宣告為atomic 整數，該函數仍然不安全，因為沒有同步機制來保護對counter 的存取。這意味著多個 goroutine 可能同時嘗試增加 counter，導致資料競爭。

實作並發安全的函數

要建立並發安全的函數，可以使用幾種不同的方法。

1. 使用鎖定

鎖定是一種同步機制，它允許 goroutine 在進入臨界區（存取共享資源的程式碼段）之前取得鎖定。一旦 goroutine 取得鎖，它可以獨佔地訪問臨界區。例如：

var mu sync.Mutex

func IncrementCounter() {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()
    counter++
}

2. 使用通道

通道是一種用於在 goroutine 之間安全通訊的機制。可以使用通道傳遞訊息或同步 goroutine 的執行。例如：

var incrementChan = make(chan struct{})

func IncrementCounter() {
    incrementChan <- struct{}{}
    <-incrementChan
    counter++
}

3. 使用原子變數

原子變數是一種特殊類型的變量，提供對變數的並發安全存取。 Go 語言提供了幾種內建的原子變量，例如：

import "sync/atomic"

var counter int64

func IncrementCounter() {
    atomic.AddInt64(&counter, 1)
}

實戰案例

以下是一個使用通道實現並發安全函數的實戰案例：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var wg sync.WaitGroup

func main() {
    ch := make(chan struct{})

    for i := 0; i < 100; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            defer wg.Done()
            <-ch
            fmt.Println("Goroutine:", i)
        }()
    }

    close(ch)
    wg.Wait()
}

此程序創建了100 個goroutine，每個goroutine 都從通道ch 中接收一個訊息。當關閉通道時，所有 goroutine 都會被喚醒，並按照正確的順序列印其 ID。

透過使用通道，我們可以確保 goroutine 不會同時存取共享資源（即通道），從而實現並發安全。

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