【golang学习笔记】并发基础

并发指在同一时间内可以执行多个任务 o 语言通过编译器运行时（runtime），从语言上支持了并发的特性。Go 语言的并发通过
goroutine 特性完成。goroutine 类似于线程，但是可以根据需要创建多个 goroutine 并发工作。goroutine 是由 Go 语言的运行时调度完成，而线程是由操作系统调度完成。

Go 语言还提供 channel 在多个 goroutine 间进行通信。goroutine 和 channel 是 Go
语言秉承的 CSP（Communicating Sequential Process）并发模式的重要实现基础

并发简介

Go语言从语言层面就支持并发。同时实现了自动垃圾回收机制

简单的介绍以下几个概念：

进程/线程

进程是程序在操作系统中的一次执行过程，系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

线程是进程的一个执行实体，是 CPU 调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。

一个进程可以创建和撤销多个线程，同一个进程中的多个线程之间可以并发执行

并发/并行

多线程程序在单核心的 cpu 上运行，称为并发；多线程程序在多核心的 cpu 上运行，称为并行。

并发与并行并不相同，并发主要由切换时间片来实现“同时”运行，并行则是直接利用多核实现多线程的运行，Go程序可以设置使用核心数，以发挥多核计算机的能力。

协程/线程

协程：独立的栈空间，共享堆空间，调度由用户自己控制，本质上有点类似于用户级线程，这些用户级线程的调度也是自己实现的。

线程：一个线程上可以跑多个协程，协程是轻量级的线程

Goroutine 介绍

goroutine 是一种非常轻量级的实现，可在单个进程里执行成千上万的并发任务，它是Go语言并发设计的核心。

说到底 goroutine 其实就是线程，但是它比线程更小，十几个 goroutine 可能体现在底层就是五六个线程，而且Go语言内部也实现了 goroutine 之间的内存共享。

使用 go 关键字就可以创建 goroutine，将 go 声明放到一个需调用的函数之前，在相同地址空间调用运行这个函数，这样该函数执行时便会作为一个独立的并发线程，这种线程在Go语言中则被称为 goroutine

channel

channel 是Go语言在语言级别提供的 goroutine 间的通信方式。我们可以使用 channel 在两个或多个 goroutine 之间传递消息。
channel 是进程内的通信方式，因此通过 channel 传递对象的过程和调用函数时的参数传递行为比较一致，比如也可以传递指针等。如果需要跨进程通信，我们建议用分布式系统的方法来解决，比如使用 Socket 或者 HTTP 等通信协议。Go语言对于网络方面也有非常完善的支持。
channel 是类型相关的，也就是说，一个 channel 只能传递一种类型的值，这个类型需要在声明 channel 时指定。如果对 Unix 管道有所了解的话，就不难理解 channel，可以将其认为是一种类型安全的管道
定义一个 channel 时，也需要定义发送到 channel 的值的类型，注意，必须使用 make 创建 channel，代码如下所示：

ci := make(chan int)
cs := make(chan string)
cf := make(chan interface{
    
    }

goroutine 轻量级线程

goroutine 是 Go语言中的轻量级线程实现，由 Go 运行时（runtime）管理。Go 程序会智能地将 goroutine 中的任务合理地分配给每个 CPU。

Go 程序从 main 包的 main() 函数开始，在程序启动时，Go 程序就会为 main() 函数创建一个默认的 goroutine

使用普通函数创建 goroutine

使用go关键字为一个函数创建一个goroutine。一个函数可以创建多个goroutine，一个goroutine只能对应一个函数。

格式

go 函数名( 参数列表 )

• 函数名：要调用的函数名。
• 参数列表：调用函数需要传入的参数

使用go关键字创建goroutine时，被调用函数的返回值会被忽略。如果需要在goroutine中返回数据，则需要根据通道的特性，通过通道把数据从goroutine中作为返回值传出。

例如：

package main

import (
   "fmt"
   "time"
)

func running() {
    
    

   var times int
   // 构建一个无限循环
   for {
    
    
      times++
      fmt.Println("tick", times)

      // 延时1秒
      time.Sleep(time.Second)
   }

}

func main() {
    
    

   // 并发执行程序
   go running()

   // 接受命令行输入, 不做任何事情
   var input string
   scan, err := fmt.Scanln(&input)
   if err != nil {
    
    
      return
   }

   fmt.Println(scan)
}

代码执行之后，命令行会不断的输出，同时可以使用fmt.Scanln（）接受 用户的输入。两个环节可以同时进行。

使用匿名函数创建goroutine

go关键字也可以为匿名函数或闭包启动goroutine

使用匿名函数或闭包创建 goroutine 时，除了将函数定义部分写在 go 的后面之外，还需要加上匿名函数的调用参数，格式如下：

go func( 参数列表 ){
    函数体
}( 调用参数列表 )

其中：

• 参数列表：函数体内的参数变量列表。
• 函数体：匿名函数的代码。
• 调用参数列表：启动 goroutine 时，需要向匿名函数传递的调用参数

例如：

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    
    

    go func() {
    
    

        var times int

        for {
    
    
            times++
            fmt.Println("tick", times)

            time.Sleep(time.Second)
        }

    }()

    var input string
    fmt.Scanln(&input)
}

所有 goroutine 在 main() 函数结束时会一同结束。

Go语言竞争状态简述

如果两个或者多个 goroutine 在没有相互同步的情况下，访问某个共享的资源，比如同时对该资源进行读写时，就会处于相互竞争的状态，这就是并发中的资源竞争

我们对于同一个资源的读写必须是原子化的，同一时间只能允许一个goroutine对资源进行读写操作。

Go为我们提供了一个工具帮助我们检查，这个就是go build -race命令。在项目目录下执行这个命令，生成一个可以执行的文件，然后运行这个可执行文件，就可以看到打印出的检测信息。

在 go build 命令中多加了一个 -race  标志，这样生成的可执行程序就自带了检测资源竞争的功能

运行生成的可执行文件，效果如下所示：

==================
WARNING: DATA RACE
Read at 0x000000619cbc by goroutine 8:
  main.incCount()
      D:/code/src/main.go:25 +0x80

Previous write at 0x000000619cbc by goroutine 7:
  main.incCount()
      D:/code/src/main.go:28 +0x9f

Goroutine 8 (running) created at:
  main.main()
      D:/code/src/main.go:17 +0x7e

Goroutine 7 (finished) created at:
  main.main()
      D:/code/src/main.go:16 +0x66
==================
4
Found 1 data race(s)

通过运行结果可以看出 goroutine 8 在代码 25 行读取共享资源 value := count ，而这时 goroutine 7 在代码 28 行修改共享资源 count = value ，而这两个 goroutine 都是从 main 函数的 16、17 行通过 go 关键字启动的。

锁住共享资源

Go语言提供了传统的同步 goroutine 的机制，就是对共享资源加锁。atomic 和 sync 包里的一些函数就可以对共享的资源进行加锁操作

原子函数
原子函数能够以底层的加锁机制来同步访问整型变量和指针
代码：

package main

import (
   "fmt"
   "runtime"
   "sync"
   "sync/atomic"
)

var (
   counter int64
   wg      sync.WaitGroup //WaitGroup用于等待一组线程的结束
)

func main() {
    
    
   wg.Add(2) //增加两个线程
   go incCounter(1)
   go incCounter(2)

   wg.Wait() //阻塞 等待goroutine结束 当wg的计数器为0结束
   fmt.Println(counter)
}

func incCounter(id int) {
    
    
   defer wg.Done()
   for count := 0; count < 2; count++ {
    
    
      atomic.AddInt64(&amp;counter, 1) //安全的对counter加1

      runtime.Gosched() // 让当前线程暂停
   }
}

输出：

4

另外两个有用的原子函数是 LoadInt64 和 StoreInt64。这两个函数提供了一种安全地读和写一个整型值的方式

下面是代码就使用了 LoadInt64 和 StoreInt64 函数来创建一个同步标志，这个标志可以向程序里多个 goroutine 通知某个特殊状态。

package main

import (
   "fmt"
   "sync"
   "sync/atomic"
   "time"
)

var (
   shutdown int64
   wg       sync.WaitGroup
)

func main() {
    
    
   wg.Add(2)

   go doWork("A")
   go doWork("B")

   time.Sleep(1 * time.Second)
   fmt.Println("Shutdown Now")
   atomic.StoreInt64(&shutdown, 1)
   wg.Wait()
}

func doWork(name string) {
    
    
   defer wg.Done()

   for {
    
    
      fmt.Printf("Doing %s Work\n", name)
      time.Sleep(250 * time.Millisecond)

      if atomic.LoadInt64(&shutdown) == 1 {
    
    
         fmt.Printf("Shutting %s Down\n", name)
         break
      }
   }
}

上面代码中 main 函数使用 StoreInt64 函数来安全地修改 shutdown 变量的值。如果哪个 doWork goroutine 试图在 main 函数调用 StoreInt64 的同时调用 LoadInt64 函数，那么原子函数会将这些调用互相同步，保证这些操作都是安全的，不会进入竞争状态

互斥锁

另一种同步访问共享资源的方式是使用互斥锁，互斥锁这个名字来自互斥的概念。互斥锁用于在代码上创建一个临界区，保证同一时间只有一个 goroutine 可以执行这个临界代码

var mutex   sync.Mutex//声明一个互斥锁

//同一时刻只允许一个goroutine进入这个临界区
        mutex.Lock()
        {
    
    
            value := counter
            runtime.Gosched()
            value++
            counter = value
        }
        mutex.Unlock() //释放锁，允许其他正在等待的goroutine进入临界区

Go语言GOMAXPROCS（调整并发的运行性能）

在 Go语言程序运行时（runtime）实现了一个小型的任务调度器。这套调度器的工作原理类似于操作系统调度线程，Go 程序调度器可以高效地将 CPU 资源分配给每一个任务。传统逻辑中，开发者需要维护线程池中线程与 CPU 核心数量的对应关系。同样的，Go 中也可以通过 runtime.GOMAXPROCS() 函数做到，格式为：

runtime.GOMAXPROCS(逻辑CPU数量)

这里的逻辑CPU数量可以有如下几种数值：

• <1：不修改任何数值。
• =1：单核心执行。

• 1：多核并发执行。

一般情况下，可以使用 runtime.NumCPU() 查询 CPU 数量，并使用 runtime.GOMAXPROCS() 函数进行设置，例如：

runtime.GOMAXPROCS(runtime.NumCPU()

GOMAXPROCS 同时也是一个环境变量，在应用程序启动前设置环境变量也可以起到相同的作用

goroutine和coroutine（普通的协作程序）的区别

他们都可以将函数或者语句在独立的环境中运行，但是他们之间有两点不同：

• goroutine可能发生并行执行
• corouine始终顺序执行

goroutines 意味着并行（或者可以以并行的方式部署），coroutines 一般来说不是这样的，goroutines 通过通道来通信；coroutines 通过让出和恢复操作来通信，goroutines 比 coroutines 更强大，也很容易从 coroutines 的逻辑复用到 goroutines。

狭义地说，goroutine 可能发生在多线程环境下，goroutine 无法控制自己获取高优先度支持；coroutine 始终发生在单线程，coroutine 程序需要主动交出控制权，宿主才能获得控制权并将控制权交给其他 coroutine。

goroutine 间使用 channel 通信，coroutine 使用 yield 和 resume 操作。

coroutine 的运行机制属于协作式任务处理，早期的操作系统要求每一个应用必须遵守操作系统的任务处理规则，应用程序在不需要使用 CPU 时，会主动交出 CPU 使用权。如果开发者无意间或者故意让应用程序长时间占用 CPU，操作系统也无能为力，表现出来的效果就是计算机很容易失去响应或者死机。

goroutine 属于抢占式任务处理，已经和现有的多线程和多进程任务处理非常类似。应用程序对 CPU 的控制最终还需要由操作系统来管理，操作系统如果发现一个应用程序长时间大量地占用 CPU，那么用户有权终止这个任务。

Go语言通道（chan） – goroutine之间的通信

channels是gotoutine之间的通信机制。

一个 channels 是一个通信机制，它可以让一个 goroutine 通过它给另一个 goroutine 发送值信息。每个 channel 都有一个特殊的类型，也就是 channels 可发送数据的类型。一个可以发送 int 类型数据的 channel 一般写为 chan int。

Go语言提倡使用通信的方法代替共享内存，当一个资源需要在 goroutine 之间共享时，通道在 goroutine 之间架起了一个管道，并提供了确保同步交换数据的机制。声明通道时，需要指定将要被共享的数据的类型。可以通过通道共享内置类型、命名类型、结构类型和引用类型的值或者指针。

这里通信的方法就是使用通道（channel）
chan是一种队列一样的结构，目的就是提高效率。

通道的特性

通道是一种特殊的类型，在任何时候，同时只能有一个goroutine访问通道进行发送和获取数据。
通道像一个队列，遵循FIFO先进先出的规则，保证收发数据的顺序

声明通道类型

通道本身需要一个类型进行修饰，就像切片类型需要标示元素类型就是在其内部传输的数据类型，声明如下：

var 通道变量 chan 通道类型

• 通道类型：通道内的数据类型。
• 通道变量：保存通道的变量。

chan 类型的空值是 nil，声明后需要配合 make 后才能使用

创建通道

通道是引用类型，需要使用 make 进行创建，格式如下：

通道实例 := make(chan 数据类型)

• 数据类型：通道内传输的元素类型
• 通道实例：通过make创建的通道句柄

例子：

ch1 := make(chan int)                 // 创建一个整型类型的通道
ch2 := make(chan interface{
    
    })         // 创建一个空接口类型的通道, 可以存放任意格式

type Equip struct{
    
     /* 一些字段 */ }
ch2 := make(chan *Equip)             // 创建Equip指针类型的通道, 可以存放*Equip

使用通道发送数据

1. 通道发送数据的格式

通道的发送使用特殊的操作符 <-,将数据通过通道发送的格式为：

通道变量 <- 值

• 通道变量：通过make创建好的通道实例。
• 值：可以是变量、常量、表达式或者函数返回值等。值的类型必须与ch通道的元素类型一致

例如：

使用 make 创建一个通道后，就可以使用 <- 向通道发送数据，代码如下：

// 创建一个空接口通道
ch := make(chan interface{
    
    })
// 将0放入通道中
ch <- 0
// 将hello字符串放入通道中
ch <- "hello"

通过通道接受数据

通道接收同样使用<-操作符，接收有如下特性：

• 通道的收发操作在不同的两个gotoutine间进行
  通道的数据在没有接收放处理时，数据发送方会持续阻塞，因此通道的接收必定在另一个goroutine中进行
• 接受方持续阻塞知道发送方发送数据
  如果接收方接收时，通道中没有发送方发送数据，接收方也会发生阻塞，直到发送发发送数据为止
• 每次接收一个元素
  通道一次只能接收一个元素

一般有以下几种写法

1. 阻塞接收数据

阻塞模式接收数据时，将接收变量作为 <- 操作符的左值，格式如下：

data := <-ch

执行该语句时将会阻塞，直到接收到数据并赋值给 data 变量。
2. 非阻塞接收数据

使用非阻塞方式从通道接收数据时，语句不会发生阻塞，格式如下：

data, ok := <-ch

• data：表示接收到的数据。未接收到数据时，data 为通道类型的零值。
• ok：表示是否接收到数据。

非阻塞的通道接收方法可能造成高的 CPU 占用，因此使用非常少。如果需要实现接收超时检测，可以配合 select 和计时器 channel 进行，可以参见后面的内容。
3. 接收任意数据，忽略接收的数据

阻塞接收数据后，忽略从通道返回的数据，格式如下：

<-ch

执行该语句时将会发生阻塞，直到接收到数据，但接收到的数据会被忽略。这个方式实际上只是通过通道在 goroutine 间阻塞收发实现并发同步。

使用通道做并发同步的写法，可以参考下面的例子：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    
    

    // 构建一个通道
    ch := make(chan int)

    // 开启一个并发匿名函数
    go func() {
    
    

        fmt.Println("start goroutine")

        // 通过通道通知main的goroutine
        ch <- 0

        fmt.Println("exit goroutine")

    }()

    fmt.Println("wait goroutine")

    // 阻塞 等待匿名goroutine
    <-ch

    fmt.Println("all done")

}

执行代码，输出如下：wait goroutine
start goroutine
exit goroutine
all done
代码说明如下：

• 第 10 行，构建一个同步用的通道。
• 第 13 行，开启一个匿名函数的并发。
• 第 18 行，匿名 goroutine 即将结束时，通过通道通知 main 的 goroutine，这一句会一直阻塞直到 main 的 goroutine 接收为止。
• 第 27 行，开启 goroutine 后，马上通过通道等待匿名 goroutine 结束。

4. 循环接收

通道的数据接收可以借用 for range 语句进行多个元素的接收操作，格式如下：

for data := range ch {
    
    

}

通道 ch 是可以进行遍历的，遍历的结果就是接收到的数据。数据类型就是通道的数据类型。通过 for 遍历获得的变量只有一个，即上面例子中的 data。

遍历通道数据的例子请参考下面的代码。

使用 for 从通道中接收数据：

package main

import (
    "fmt"

    "time"
)

func main() {
    
    

    // 构建一个通道
    ch := make(chan int)

    // 开启一个并发匿名函数
    go func() {
    
    

        // 从3循环到0
        for i := 3; i >= 0; i-- {
    
    

            // 发送3到0之间的数值
            ch <- i

            // 每次发送完时等待
            time.Sleep(time.Second)
        }

    }()

    // 遍历接收通道数据
    for data := range ch {
    
    

        // 打印通道数据
        fmt.Println(data)

        // 当遇到数据0时, 退出接收循环
        if data == 0 {
    
    
                break
        }
    }

}

执行代码，输出如下：3
2
1
0
代码说明如下：

• 第 12 行，通过 make 生成一个整型元素的通道。
• 第 15 行，将匿名函数并发执行。
• 第 18 行，用循环生成 3 到 0 之间的数值。
• 第 21 行，将 3 到 0 之间的数值依次发送到通道 ch 中。
• 第 24 行，每次发送后暂停 1 秒。
• 第 30 行，使用 for 从通道中接收数据。
• 第 33 行，将接收到的数据打印出来。
• 第 36 行，当接收到数值 0 时，停止接收。如果继续发送，由于接收 goroutine 已经退出，没有 goroutine 发送到通道，因此运行时将会触发宕机报错。

Go语言单向通道

单向通道只能用来写入或者只能用于读取数据。

所谓的单项通道其实是一channel的一种使用限制。 如果只能读，则通道一定是空的，因为没有办法写。如果是只能写，也没有意义，因为无法取到里面的数据。

单向通道的声明格式

我们在将一个 channel 变量传递到一个函数时，可以通过将其指定为单向 channel 变量，从而限制该函数中可以对此 channel 的操作，比如只能往这个 channel 中写入数据，或者只能从这个 channel 读取数据。

单向 channel 变量的声明非常简单，只能写入数据的通道类型为 chan<- ，只能读取数据的通道类型为 <-chan ，格式如下：

var 通道实例 chan<- 元素类型    // 只能写入数据的通道
var 通道实例 <-chan 元素类型    // 只能读取数据的通道

• 元素类型：通道包含的元素类型。
• 通道实例：声明的通道变量。

例如：

代码如下：

ch := make(chan int)
// 声明一个只能写入数据的通道类型, 并赋值为ch
var chSendOnly chan<- int = ch
//声明一个只能读取数据的通道类型, 并赋值为ch
var chRecvOnly <-chan int = ch

上面的例子中，chSendOnly 只能写入数据，如果尝试读取数据，将会出现如下报错：invalid operation: <-chSendOnly (receive from send-only type chan<- int)
同理，chRecvOnly 也是不能写入数据的。

当然，使用 make 创建通道时，也可以创建一个只写入或只读取的通道：

ch := make(<-chan int)

var chReadOnly <-chan int = ch
<-chReadOnly

上面代码编译正常，运行也是正确的。但是，一个不能写入数据只能读取的通道是毫无意义的。

关闭channel

close(ch)

判断通道是否关闭

x, ok := <-ch

OK为false 则已经关闭

Go语言无缓冲的通道

Go语言中无缓冲的通道（unbuffered channel）是指在接收前没有能力保存任何值的通道。这种类型的通道要求发送 goroutine 和接收 goroutine 同时准备好，才能完成发送和接收操作。

如果两个 goroutine 没有同时准备好，通道会导致先执行发送或接收操作的 goroutine 阻塞等待。这种对通道进行发送和接收的交互行为本身就是同步的。其中任意一个操作都无法离开另一个操作单独存在。

阻塞指的是由于某种原因数据没有到达，当前协程（线程）持续处于等待状态，直到条件满足才解除阻塞。

同步指的是在两个或多个协程（线程）之间，保持数据内容一致性的机制

Go语言带缓冲的通道

是一种在被接受前能存储一个或者多个值的通道。这种类型的通道并不强制要求goroutine之间必须同时完成发送和接受。

• 只有通道中没有要接受的值时，接收动作才会阻塞
• 只有在通道中没有可用缓冲区容纳被发送的值时，发送动作才会阻塞

创建带缓冲通道

通道实例 := make(chan 通道类型, 缓冲大小)

• 通道类型：和无缓冲通道用法一致，影响通道发送和接收的数据类型。
• 缓冲大小：决定通道最多可以保存的元素数量。
• 通道实例：被创建出的通道实例

例如：

// 创建一个3个元素缓冲大小的整型通道
     ch := make(chan int, 3)

阻塞条件

无缓冲通道可以看作是长度永远是0的带缓冲通道。因为根据这个特性，带缓冲通道在下面的这中情况下依然会发生阻塞：

• 带缓冲通道被添满时，尝试再次发送数据时发生阻塞
• 带缓冲通道为空时，尝试接受数据时发生阻塞

** 为什么Go不提供无限长度的通道**
通道（channel）是在两个 goroutine 间通信的桥梁。使用 goroutine 的代码必然有一方提供数据，一方消费数据。当提供数据一方的数据供给速度大于消费方的数据处理速度时，如果通道不限制长度，那么内存将不断膨胀直到应用崩溃。因此，限制通道的长度有利于约束数据提供方的供给速度，供给数据量必须在消费方处理量+通道长度的范围内，才能正常地处理数据

channel超时机制

使用select来设置超时。
select 机制不是专门为超时而设计的，却能很方便的解决超时问题，因为 select 的特点是只要其中有一个 case 已经完成，程序就会继续往下执行，而不会考虑其他 case 的情况

select 的用法与 switch 语言非常类似，由 select 开始一个新的选择块，每个选择条件由 case 语句来描述。

与 switch 语句相比，select 有比较多的限制，其中最大的一条限制就是每个 case 语句里必须是一个 IO 操作，大致的结构如下：

select {
    
    
    case <-chan1:
    // 如果chan1成功读到数据，则进行该case处理语句
    case chan2 <- 1:
    // 如果成功向chan2写入数据，则进行该case处理语句
    default:
    // 如果上面都没有成功，则进入default处理流程
}

在一个 select 语句中，Go语言会按顺序从头至尾评估每一个发送和接收的语句。

如果其中的任意一语句可以继续执行（即没有被阻塞），那么就从那些可以执行的语句中任意选择一条来使用。

如果没有任意一条语句可以执行（即所有的通道都被阻塞），那么有如下两种可能的情况：

• 如果给出了 default 语句，那么就会执行 default 语句，同时程序的执行会从 select 语句后的语句中恢复；
• 如果没有 default 语句，那么 select 语句将被阻塞，直到至少有一个通信可以进行下去

通道的多路复用

表示在一个信道上传输多路信号或数据流的过程和技术

在使用通道时，想要同时接受多个通道的数据是一件困难的事情。通道在接收数据时，如果没有数据可以接收将会发生阻塞。虽然可以使用如下模式进行遍历，但运行性能会非常差。

for{
    
    
	//尝试接受ch1通道
	data,ok := <-ch1
	//尝试接收ch2通道
	data,ok := <-ch2
	//接收后续通道
	。。。。。
}

可以使用select来实现多路复用

操作	语句示例
接受任意变量	case<-ch:
接收变量	case d:=<-ch :
发送数据	case ch<-100 :

Go语言互斥锁（sync.Mutex）和读写互斥锁（sync.RWMutex）

Go语言包中的 sync 包提供了两种锁类型：sync.Mutex 和 sync.RWMutex。

Mutex 是最简单的一种锁类型，同时也比较暴力，当一个 goroutine 获得了 Mutex 后，其他 goroutine 就只能乖乖等到这个 goroutine 释放该 Mutex。

RWMutex 相对友好些，是经典的单写多读模型。在读锁占用的情况下，会阻止写，但不阻止读，也就是多个 goroutine 可同时获取读锁（调用 RLock() 方法；而写锁（调用 Lock() 方法）会阻止任何其他 goroutine（无论读和写）进来，整个锁相当于由该 goroutine 独占。从 RWMutex 的实现看，RWMutex 类型其实组合了Mutex：

type RWMutex struct {
    
    
    w Mutex
    writerSem uint32
    readerSem uint32
    readerCount int32
    readerWait int32
}

对于这两种锁类型，任何一个 Lock() 或 RLock() 均需要保证对应有 Unlock() 或 RUnlock() 调用与之对应，否则可能导致等待该锁的所有 goroutine 处于饥饿状态，甚至可能导致死锁。锁的典型使用模式如下：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    // 逻辑中使用的某个变量
    count int

    // 与变量对应的使用互斥锁
    countGuard sync.Mutex
)

func GetCount() int {
    
    

    // 锁定
    countGuard.Lock()

    // 在函数退出时解除锁定
    defer countGuard.Unlock()

    return count
}

func SetCount(c int) {
    
    
    countGuard.Lock()
    count = c
    countGuard.Unlock()
}

func main() {
    
    

    // 可以进行并发安全的设置
    SetCount(1)

    // 可以进行并发安全的获取
    fmt.Println(GetCount())

}

代码说明如下：

• 第 10 行是某个逻辑步骤中使用到的变量，无论是包级的变量还是结构体成员字段，都可以。
• 第 13 行，一般情况下，建议将互斥锁的粒度设置得越小越好，降低因为共享访问时等待的时间。这里笔者习惯性地将互斥锁的变量命名为以下格式：变量名+Guard
  以表示这个互斥锁用于保护这个变量。
• 第 16 行是一个获取 count 值的函数封装，通过这个函数可以并发安全的访问变量 count。
• 第 19 行，尝试对 countGuard 互斥量进行加锁。一旦 countGuard 发生加锁，如果另外一个 goroutine 尝试继续加锁时将会发生阻塞，直到这个 countGuard 被解锁。
• 第 22 行使用 defer 将 countGuard 的解锁进行延迟调用，解锁操作将会发生在 GetCount() 函数返回时。
• 第 27 行在设置 count 值时，同样使用 countGuard 进行加锁、解锁操作，保证修改 count 值的过程是一个原子过程，不会发生并发访问冲突。

在读多写少的环境中，可以优先使用读写互斥锁（sync.RWMutex），它比互斥锁更加高效。sync 包中的 RWMutex 提供了读写互斥锁的封装。

我们将互斥锁例子中的一部分代码修改为读写互斥锁，参见下面代码：

var (
    // 逻辑中使用的某个变量
    count int

    // 与变量对应的使用互斥锁
    countGuard sync.RWMutex
)

func GetCount() int {
    
    

    // 锁定
    countGuard.RLock()

    // 在函数退出时解除锁定
    defer countGuard.RUnlock()

    return count
}

代码说明如下：

• 第 6 行，在声明 countGuard 时，从 sync.Mutex 互斥锁改为 sync.RWMutex 读写互斥锁。
• 第 12 行，获取 count 的过程是一个读取 count 数据的过程，适用于读写互斥锁。在这一行，把 countGuard.Lock() 换做 countGuard.RLock()，将读写互斥锁标记为读状态。如果此时另外一个 goroutine 并发访问了 countGuard，同时也调用了 countGuard.RLock() 时，并不会发生阻塞。
• 第 15 行，与读模式加锁对应的，使用读模式解锁。

Go语言等待组（sync.WaitGroup）

Go语言中除了可以使用通道（channel）和互斥锁进行两个并发程序间的同步外，还可以使用等待组进行多个任务的同步，等待组可以保证在并发环境中完成指定数量的任务

在 sync.WaitGroup（等待组）类型中，每个 sync.WaitGroup 值在内部维护着一个计数，此计数的初始默认值为零。

等待组有下面几个方法可用，如下表所示。

等待组的方法

方法名	功能
(wg * WaitGroup) Add(delta int)	等待组的计数器 +1
(wg * WaitGroup) Done()	等待组的计数器 -1
(wg * WaitGroup) Wait()	当等待组计数器不等于 0 时阻塞直到变 0。

对于一个可寻址的 sync.WaitGroup 值 wg：

• 我们可以使用方法调用 wg.Add(delta) 来改变值 wg 维护的计数。
• 方法调用 wg.Done() 和 wg.Add(-1) 是完全等价的。
• 如果一个 wg.Add(delta) 或者 wg.Done() 调用将 wg 维护的计数更改成一个负数，一个恐慌将产生。
• 当一个协程调用了 wg.Wait() 时，如果此时 wg 维护的计数为零，则此 wg.Wait() 此操作为一个空操作（noop）； 否则（计数为一个正整数），此协程将进入阻塞状态。当以后其它某个协程将此计数更改至 0 时（一般通过调用 wg.Done()），此协程将重新进入运行状态（即 wg.Wait() 将返回）。

等待组内部拥有一个计数器，计数器的值可以通过方法调用实现计数器的增加和减少。当我们添加了 N 个并发任务进行工作时，就将等待组的计数器值增加 N。每个任务完成时，这个值减 1。同时，在另外一个 goroutine 中等待这个等待组的计数器值为 0 时，表示所有任务已经完成。