在青训营学习后端开发之余，我也尝试学习一些其他的内容，包括一些并发操作，包括锁机制、同步机制等，在这里分享一下我的见解

1. 什么是并发？并发和并行有什么区别？

这是万年八股题了。。。

并发（Concurrency）： 并发指的是同时处理多个任务的能力。在并发中，多个任务交替执行，每个任务在一段时间内运行，然后切换到下一个任务。虽然看起来好像同时运行，但实际上是通过快速的切换在多个任务之间进行切换。并发适用于解决多任务、多用户的情况，可以提高系统的响应能力。
并行（Parallelism）： 并行指的是同时执行多个任务，每个任务在不同的处理器上运行，实现真正的同时执行。并行适用于处理大量数据、复杂计算等需要高度计算能力的场景。

总结起来：并发是单核做分时任务，并行是多核可以同时处理。

2. Goroutine和并发安全

Goroutine是Go语言中的轻量级执行单元，通过使用关键字go可以轻松地创建和启动Goroutine。只需在函数调用前加上go关键字，就可以使该函数在一个新的Goroutine中运行。

数据竞争问题： 数据竞争问题可能导致程序的不稳定性、崩溃和不可预测的结果。例如，如果多个Goroutine同时读写一个变量，就可能导致变量的值不一致或出现意外的情况。下面是一个数据竞争的示例，启动了多个Goroutine来同时对counter变量进行增加操作。由于没有进行同步控制，多个Goroutine可能会同时修改counter变量，导致数据竞争。

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	var counter int

	for i := 0; i < 100; i++ {
		go func() {
			counter++
		}()
	}

	// 等待所有Goroutine执行完成
	time.Sleep(time.Second)

	fmt.Println("Counter:", counter)
}

解决方案：加锁

为了解决数据竞争问题，可以使用互斥锁来保护counter变量的访问：

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)

func main() {
	var counter int
	var mu sync.Mutex

	var wg sync.WaitGroup
	for i := 0; i < 100; i++ {
		wg.Add(1)
		go func() {
			defer wg.Done()
			mu.Lock()
			counter++
			mu.Unlock()
		}()
	}
	wg.Wait()

	fmt.Println("Counter:", counter)
}

通过使用sync.Mutex互斥锁，我们确保在任意时刻只有一个Goroutine可以访问和修改counter变量，避免了数据竞争。这样可以保证数据的一致性和正确性。

3.Channel

Channel是Go语言中用于在不同Goroutine之间进行通信和数据传递的管道。它提供了一种安全的方式来传递数据，确保并发执行的多个Goroutine之间的同步和协调。

创建Channel： 可以使用内置的make函数来创建一个Channel。语法如下：

ch := make(chan T)

其中，T表示Channel中传递的数据类型。

通过Channel在Goroutine之间通信： 通过Channel，不同的Goroutine可以安全地传递数据。一个Goroutine可以将数据发送到Channel，另一个Goroutine可以从Channel中接收数据。数据的发送和接收操作会自动进行同步，确保数据的安全传递。

下面是一个简单的示例，展示了如何在两个Goroutine之间通过Channel进行通信：

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	ch := make(chan string)

	go func() {
		ch <- "Hello from Goroutine!"
	}()

	msg := <-ch
	fmt.Println(msg)
}

4. 并发模式

【这个我没怎么用过】扇出（Fan-out）和扇入（Fan-in）模式以及Worker Pool模式是常见的并发编程模式，它们可以有效地利用goroutine来实现并发任务处理。

扇出（Fan-out）模式：
扇出模式将一个任务分发给多个goroutine并行处理。它的工作流程如下：
- 一个生产者goroutine产生任务。
- 产生的任务被发送到一个任务通道（channel）中。
- 多个消费者goroutine从任务通道中获取任务，并并行地处理这些任务。
- 处理结果可以通过另一个通道发送回给生产者goroutine或其他处理逻辑进行合并。
扇出模式可以提高任务的并发处理能力，加速任务的执行速度。每个消费者goroutine可以独立地处理任务，充分利用系统资源。
扇入（Fan-in）模式：
扇入模式是扇出模式的逆过程，它将多个独立的goroutine的处理结果合并为一个结果。它的工作流程如下：
- 多个生产者goroutine并行地处理任务，并将处理结果发送到各自的结果通道中。
- 一个消费者goroutine从多个结果通道中获取处理结果，并将这些结果合并为一个结果。
扇入模式可以将多个并行处理的结果合并为一个结果，适用于需要聚合多个并发处理结果的场景。
Worker Pool模式：
Worker Pool模式将一组固定数量的goroutine（工人）用于处理任务队列。它的工作流程如下：
- 一个生产者goroutine将任务发送到任务队列中。
- 一组固定数量的工人goroutine从任务队列中获取任务，并处理这些任务。
- 处理结果可以发送回给生产者goroutine或其他处理逻辑。
Worker Pool模式通过限制并发的goroutine数量，可以控制任务的处理速度，避免资源过度消耗。它适用于需要限制并发度的场景，例如限制对外部资源的并发访问。

4.select语句

select语句是Go语言中用于处理多个通道操作的语法结构，它可以实现多路复用和超时等待的功能。通过select语句，可以同时等待多个通道的事件，并在其中任意一个通道就绪时执行相应的操作。

select语句的特性如下：

多路复用：select语句可以同时等待多个通道操作，当其中任意一个通道就绪时，对应的case语句将被执行。如果多个通道同时就绪，select会随机选择一个case执行。
非阻塞操作：如果没有任何通道操作就绪，select语句会立即执行default语句或阻塞（如果没有default语句）。这可以避免通道的阻塞，使程序能够继续执行其他逻辑。
超时等待：通过结合select语句和time包中的定时器，可以实现超时等待功能。可以在select语句中添加一个用于定时的通道操作，当定时器超时时，对应的case语句将被执行，从而实现超时处理。下面是select语句的基本语法：

select {
case <-channel1:
    // 当channel1有数据可读时执行的操作
case data := <-channel2:
    // 当channel2有数据可读时执行的操作，可以通过data变量获取读取的数据
case channel3 <- data:
    // 当channel3可以写入数据时执行的操作，将data写入channel3
default:
    // 当没有任何通道操作就绪时执行的操作
}

使用select语句可以灵活地处理多个通道的事件，并避免由于某个通道阻塞导致整个程序无法继续执行的问题。同时，通过结合定时器，还可以实现超时等待的功能，避免长时间等待导致程序性能下降。

我的青训营笔记-Go并发实现｜ 青训营

1. 什么是并发？并发和并行有什么区别？

2. Goroutine和并发安全

3.Channel

4. 并发模式

4.select语句

我的青训营笔记-Go并发实现｜青训营