并发编程｜青训营笔记这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 13 天并发和并行的区别并发：在 Go 语言

这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 13 天

并发和并行的区别

在 Go 语言中，"并发"和"并行"是两个不同的概念，尽管它们经常一起使用。它们的区别如下：

并发：在 Go 语言中，并发是指多个任务在一个处理器上交替执行。Go 语言提供了 goroutine 来实现并发。goroutine 是一种轻量级线程，可以在同一进程内同时运行多个任务。通过使用 goroutine，Go 程序可以在单个处理器上同时执行多个任务，以此来实现并发执行。
并行：在 Go 语言中，并行是指多个任务在多个处理器上同时执行。与并发不同，要实现并行执行，必须在多个处理器上同时运行多个 goroutine。在 Go 语言中，可以使用 GOMAXPROCS 环境变量来设置可以并行执行的 goroutine 的数量。通过并行执行，Go 程序可以显著提高性能和吞吐量。

综上所述，Go 语言中的并发和并行是两个不同的概念。并发指的是在单个处理器上同时执行多个任务，而并行指的是在多个处理器上同时执行多个任务。Go 语言通过 goroutine 和 GOMAXPROCS 环境变量提供了方便的方法来实现并发和并行。

协程Goroutine

当我们使用 Go 语言进行并发编程时，Goroutine 是非常重要的一个概念。Goroutine 是一种轻量级线程，它由 Go 运行时系统管理，而不是由操作系统管理。相比于操作系统线程，Goroutine 的创建和销毁成本非常低，因此可以创建大量的 Goroutine 来实现高并发的应用。

下面是 Goroutine 的一些特点和使用方法：

轻量级：Goroutine 比线程更轻量级，创建和销毁 Goroutine 的开销非常小。因此，Goroutine 可以创建成千上万个，而线程则不能。
并发：Goroutine 可以实现并发执行，多个 Goroutine 可以同时执行，而不需要显式的线程同步。
简单易用：使用 Goroutine 编写代码非常简单，只需要在函数或方法调用前添加 go 关键字即可创建 Goroutine。Goroutine 在编写代码时提供了一种更加直观的并发模型。
可以与信道 Channel 一起使用：信道是用于 Goroutine 之间通信和同步的重要机制。Goroutine 可以通过信道实现同步、共享数据等操作。
可以使用多核 CPU：Go 运行时系统可以自动将多个 Goroutine 分配到多个 CPU 核心上运行，从而实现并行运行。

下面是一个简单的示例，展示了如何使用 Goroutine 实现并发：

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func printString(s string) {
    for i := 0; i < 3; i++ {
        fmt.Println(s)
        time.Sleep(100 * time.Millisecond)
    }
}

func main() {
    go printString("hello") // 创建 Goroutine
    go printString("world") // 创建 Goroutine

    time.Sleep(1 * time.Second) // 等待 Goroutine 完成
}

在上面的示例中，我们定义了一个函数 printString，该函数会打印出传入的字符串，并在每次打印之间等待 100 毫秒。然后，在 main 函数中创建了两个 Goroutine 来并发地执行 printString 函数，最后使用 time.Sleep 函数等待 Goroutine 执行完毕。这样，我们就可以实现两个字符串并发地输出。

并发模型CSP（communicating sequential processes）

CSP（Communicating Sequential Processes）是一种并发计算模型，它最初由 Tony Hoare 在 1978 年提出，旨在通过消息传递来实现并发计算。

CSP 模型描述了多个独立的并发进程，这些进程可以进行通信，但彼此之间是隔离的。每个进程都是按照自己的节奏和规则执行的，并且不知道其他进程的状态。进程之间通过通信传递消息来交互，进程可以发送消息，也可以接收消息。这种通信方式可以很好地避免并发编程中的一些问题，例如死锁和竞争条件等。

在 CSP 模型中，每个进程都是原子的、独立的计算单元。每个进程都可以进行 I/O 操作，例如从通信通道读取或写入数据。进程之间的通信是基于通信通道（channel）的，通道是 CSP 模型中非常重要的一个概念。通道可以看作是一种特殊的队列，进程可以向通道中发送消息，也可以从通道中接收消息。通道在 CSP 模型中起到了非常重要的作用，它们可以保证进程之间的通信是线程安全的，并且可以避免一些常见的并发编程问题。

并发安全锁Lock

在 Go 中，有两种并发安全的锁：互斥锁（mutex）和读写锁（RWMutex）。

互斥锁（Mutex）：互斥锁是最基本的锁类型，在 Go 中通过 sync 包来实现。一个互斥锁有两个状态：锁定和未锁定。只有一个 goroutine 可以获得这个锁，如果其他 goroutine 试图获取这个锁，它们就会被阻塞，直到持有锁的 goroutine 释放锁。
读写锁（RWMutex）：读写锁是一种更高级别的锁，它支持同时读取共享资源的多个 goroutine，但只支持一个 goroutine 写入共享资源。在 Go 中，读写锁也是通过 sync 包来实现的。读写锁有三种状态：读锁定、写锁定和未锁定。读锁定可以由多个 goroutine 同时持有，写锁定只能被一个 goroutine 持有，如果有任何 goroutine 持有写锁定，任何其他 goroutine 都不能获取读或写锁定。

使用锁可以保证多个 goroutine 在并发执行时，对共享资源的访问是同步和安全的。但是，过度使用锁会降低并发性能。因此，在编写并发代码时，需要根据实际情况选择适当的锁类型，并尽可能减少锁的使用次数，以提高程序的并发性能。

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协程Goroutine

并发模型CSP（communicating sequential processes）

并发安全锁Lock

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