golang并发编程中的内存可见性與資料一致性

並發程式設計中，記憶體可見性確保執行緒修改的共用資料能被其他執行緒觀察到，而資料一致性則確保資料在各執行緒觀點中是一致的。Go 中，原子操作、同步原語和資料競爭偵測可確保記憶體可見性，而資料封裝、記憶體排序和互斥鎖等可確保資料一致性。

Go 併發程式設計中的記憶體可見性和資料一致性

在並發程式設計中，記憶體可見性是指一個執行緒對共用記憶體資料所作的修改，是否能被其他執行緒所觀察到。資料一致性則是指資料在所有執行緒的觀點中，是否看起來是相符的。

記憶體可見性

在 Go 中，有以下機制可確保記憶體可見性：

• 原子操作： 原子操作是指不可被打斷的操作，例如讀寫鎖定函式。
• 同步原語： 同步原語，例如互斥鎖 (Mutex)、讀寫鎖定 (RWMutex)、條件變數 (Condition Variable) 等，可確保不同執行緒對資料的訪問是串行的。
• 資料競爭偵測： Go 內建的資料競爭偵測器可協助開發人員找出可能導致記憶體可見性問題的程式碼。

資料一致性

資料一致性可透過以下方式確保：

• 資料封裝： 將共用的資料封裝在結構或物件中，並以同步原語保護資料的存取。
• 記憶體排序： Go 的記憶體排序規則可確保對共用資料的修改能按預期順序完成。

實戰案例

以下是一個使用互斥鎖來確保資料一致性的範例：

import (
    "fmt"
    "sync"
)

type Counter struct {
    sync.Mutex
    value int
}

func (c *Counter) Increment() {
    c.Lock()
    defer c.Unlock()
    c.value++
}

func (c *Counter) Value() int {
    c.Lock()
    defer c.Unlock()
    return c.value
}

func main() {
    counter := &Counter{}
    for i := 0; i < 1000; i++ {
        go counter.Increment()
    }

    fmt.Println("Final value:", counter.Value())
}