golang 中常用的并发模式

并发是Golang的一大特色，Golang提供了许多强大而易于使用的并发模式，使得开发者能够轻松地处理同时运行的多个任务。本文将介绍Golang中常用的并发模式，包括并发编程基本概念、goroutine和channel的使用以及常见的并发模式。

并发编程基本概念

在开始介绍并发模式之前，我们先来了解一些基本的并发编程概念。

1. 并发（Concurrency）：指两个或多个任务在同一时间间隔内同时执行。并发不一定意味着真正在同一时刻执行，而是指任务之间可以交替执行，从整体上看，任务在时间上是重叠的。

2. 并行（Parallelism）：指两个或多个任务在同一瞬间同时执行。并行是真正意义上的同时执行，不同的任务在不同的处理器上同时进行，从整体上看，任务在时间上不重叠。

3. 互斥锁（Mutex）：用于保护共享资源的一种并发控制机制。当一个goroutine进入互斥锁保护的临界区时，其他goroutine将被阻塞，直到互斥锁被释放。

goroutine和channel

Golang中的并发模式主要依赖两个核心概念：goroutine和channel。

1. Goroutine：是一种轻量级的线程，由Go运行时（runtime）管理。每个goroutine都会在一个独立的栈上执行，并且可以通过go关键字启动。与传统的操作系统线程相比，goroutine更加高效，开启和销毁成本较低。

2. Channel：是goroutine之间进行通信的一种方式，可以用于传递数据和同步执行。Channel本质上是一种类型化的FIFO队列，通过<-操作符进行读写数据，可以阻塞或非阻塞地进行操作。

常见的并发模式

1. 单例模式：在Golang中，通过使用sync.Once可以很方便地实现单例模式。sync.Once保证一个操作只会执行一次，常用于全局资源的初始化。

示例代码：

var once sync.Once
var instance *Singleton

func GetInstance() *Singleton {
    once.Do(func() {
        instance = &Singleton{}
    })
    return instance
}

2. 生产者-消费者模式：生产者负责生成数据并发送到channel，消费者从channel中接收数据并进行处理。通过goroutine和channel的结合使用，可以轻松实现生产者-消费者模式。

示例代码：

func producer(ch chan< int) {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        ch <- i
    }
    close(ch)
}

func consumer(ch chan int) {
    for i := range ch {
        fmt.Println(i)
    }
}

func main() {
    ch := make(chan int)
    go producer(ch)
    consumer(ch)
}

3. 扇出-扇入模式：扇出-扇入模式用于将一个任务分发给多个子任务并收集结果。通过goroutine和channel的结合使用，可以方便地实现扇出-扇入模式。

示例代码：

func producer(ch chan< int) {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        ch <- i
    }
    close(ch)
}

func worker(ch <-chan int, resultCh chan< int) {
    for num := range ch {
        resultCh <- num * num
    }
}

func main() {
    ch := make(chan int)
    resultCh := make(chan int)
    go producer(ch)
    
    for i := 0; i < 3; i++ {
        go worker(ch, resultCh)
    }
    
    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Println(<-resultCh)
    }
}

以上介绍了Golang中常用的并发模式的基本原理和示例代码。通过合理地利用goroutine和channel，可以提高程序的并发性能。同时，Golang还提供了丰富的标准库和第三方库，用于解决不同场景下的并发编程问题。