Golang 基础之并发知识 (一)

大家好，今天将梳理出的 Go语言并发知识内容，分享给大家。 请多多指教，谢谢。

本次《Go语言并发知识》内容共分为三个章节，本文为第一章节。

• Golang 基础之并发知识 (一)
• Golang 基础之并发知识 (二)
• Golang 基础之并发知识 (三)

本章节内容

• 什么是并发、并行？
• 什么是原子操作？
• 什么是并发锁？
• 什么是通道？

本章节将以上4个问题，展开介绍。

什么是并发、并行？

首先，我先介绍操作系统中几个相关的知识点：进程、线程、协程。

进程：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。(在Linux系统中可以通过 ps -ef 命令查询)

线程：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。(在Linux系统中可以通过 ps -efT 命令查询)

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。 (在系统中无法查看，只能从程序代码中查看)

一个进程可以创建和撤销多个线程。

一个线程上可以跑多个协程，协程是轻量级的线程。

并发介绍

并发主要体现在单核CPU上，以切换时间片来实现 "同时" 运行。

这里的同时并不是真正的，因为单核CPU无法做到让A、B、C三个线程在同时运行，只能通过来回切换方式运行。同一时刻只能运行一个实例。

并行介绍

并行主要体现在多核CPU上，则是利用多核实现同时运行。

当系统有一个以上CPU时，A、B、C进程在不同CPU (逻辑核)调度，各进程互不抢占CPU资源，可以同时进行。

并发的多个任务之间是互相抢占资源的。

并行的多个任务之间是不互相抢占资源的.

什么是原子操作？

原子操作可以理解为：在进行过程中不能被中断的操作。也就是说，针对某个值的原子操作在被进行的过程当中，CPU绝不会再去进行其它的针对该值的操作。无论这些其它的操作是否为原子操作都会是这样。

为了实现这样的严谨性，原子操作仅会由一个独立的CPU指令代表和完成。只有这样才能够在并发环境下保证原子操作的绝对安全。

Go语言提供的原子操作都是非侵入式的，它们由标准库代码包sync/atomic中的众多函数代表。

sync/atomic函数库的使用，将在后续go语言并发使用章节给大家介绍。

什么是并发锁？

举例

如果两个或者多个线程在没有互相同步情况下，访问某个共享的资源，并试图同时读和写这个资源，就处于相互竞争的状态，这种情况被称作竞争状态 (race candition)。 竞争状态的存在是让并发程序变得复杂的地方，十分容易引起潜在问题。对一个共享资源的读和写操作必须是原子化，可以理解为，同一时刻只能有一个 线程 对共享资源进行读和写的操作。

一种防止竞争状态的方法：使用锁机制，锁住共享资源，从而保证线程的同步状态。

这里简单介绍下 互斥锁 概念，互斥锁这个名字来自互斥(mutual exclusion)的概念，互斥锁用于在代码上创建一个临界区，保证同一个时间只有一个线程可以执行这个临界区代码。

扩展内容

死锁：可以理解为完成一项任务的资源被两个（或多个）不同的协程分别占用了，导致它们全都处于等待状态不能完成下去。

活锁：例如两个或多个协程在执行时分别占用了部分资源导致无法执行。于是他们都释放资源并重新请求，可是依旧碰撞，导致仍然无法执行。

饥饿：表示在任何情况下，并发线程都无法获得执行所需的所有资源。

什么是通道？

channel的使用和介绍，已经在 Golang 基础之基础语法梳理 (二) 文章中介绍了，不了解的小伙伴可以前去观看。

基于之前文章，我在进行几点补充：

Go提供了一种称为通道的机制，通道(chan)是goroutine之间传递特定值的通信机制，用于在goroutine之间共享数据。当作为goroutine执行并发活动时，需要在goroutine之间共享资源或数据，通道充当goroutine之间的管道并提供一种机制来保证同步交换。

它属于 通信顺序进程并发模式(Communicating sequential processes，CSP)。

Go语言中还有另一种并发模式，即共享内存多线程的传统模型 MPG。

以通信的手段来共享内存 --- 是Go的一种重要特性，也是特有的机制。

goroutine 、并发同步模型CSP 等内容知识点，下章节为大家介绍

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参考材料

《Go语言实战》书籍
并发介绍 https://www.topgoer.cn/docs/g...