《Go 語言併發之道》讀後感 - 第二章

Go 語言併發之道讀後感-第二章

CSP (Communicating Sequential Processes) 我們可能聽說過，通過通訊去共享記憶體，Go pipeline 等，這一切的核心思想就是 CSP 理論。在這一章作者詳盡的介紹了 CSP 與 Go 併發哲學的關係。

併發與並行的區別

併發屬於程式碼，並行屬於一個執行中的程式。

引用 Erlang 之父 Joe Armstrong 圖

併發 = 兩個佇列一個咖啡機，兩個佇列的人交替使用咖啡機，可能會遇見如下情況：

A 佇列被 B 佇列小夥伴插隊了，這就是條件競爭。

A 佇列有一位英俊小夥和 B 佇列一位女神並排，輪到他們倆的時候兩人互看對方一眼，互讓一步同時彬彬有禮的說了一句：你先。這個時候活鎖出現了。

B 佇列一位小夥伴，是代替其他朋友來打咖啡，他帶了一箱子杯子，終於輪到他了。這時飢餓就出現了。

A 佇列一位小夥伴喜歡摩卡，卡布奇諾混合咖啡，B 佇列一位小夥伴喜歡拿鐵，摩卡混合咖啡。當他們互相等待對方摩卡出杯的時候後，死鎖來了。

並行 = 兩個佇列兩臺咖啡機。

編寫正確的併發邏輯越難，越需要我們將很簡單的併發原語組合起來使用。在 Go 語言出現之前，大部分的主流變成語言都有一系列的抽象層。 如果你想寫併發程式碼，你需要對你的程式按照執行緒同步以及記憶體訪問同步來建模。如果你又一大堆需要併發建模的東西，而你的計算機又不能處理那麼多的執行緒，就需要建立一個執行緒池並將你的操作線上程池中複用。

Go 語言在這個聯調中加入了新的一環：goroutine。另外，Go 語言從著名的電腦科學家 Tony Hoare 那裡借用了不少概念，並且給我們提供了新的原語來使用，即 channel。Go 語言併發原語的根基論文： Tony Hoare 開創性的論文 “Communicating Sequential Processes”。

在 Go 語言中執行緒依舊存在，但是已經不需要我們去操心執行緒建立，複用，銷燬，合併等操作，由 Go 語言本身完成。我們只需要使用更加簡單的 goroutine 和 channel 角度。偶爾需要考慮一下共享記憶體的問題。

什麼是 CSP

當進行和 Go 語言相關的討論的時候，你經常會聽到人們丟擲 CSP 縮寫。

CSP 即 “Communicating Sequential Processes" 的縮寫，譯為通訊順序京城。在 1978 年，Richard Hoare 在國際計算機協會工作時發表的論文。

在這篇論文裡，Hoare 認為輸入與輸出時兩個被忽略的程式設計原語，尤其是在併發程式碼中。在 Hoare 寫作這篇論文的同時，物件導向反省正在成為程式設計的基石，併發操作並沒有被給與過多的思考。Hoare 開始糾正這個現象，在接下來的 6 年裡，關於 CSP 的想法被提煉成了一個叫做 "程式微積分"的正式名稱來將 CSP 的想法投入到併發程式設計實踐中。

一個程式的輸出應該直接流量另一個程式的輸入。一個由守護的命令僅僅是一個帶有左和右傾向的語句，由→來分隔。左側服務是有執行條件的，或者是守護右側服務，如果左側服務執行失敗，或者在一個命令執行後，返回 false 或者退出，右側服務永遠不會被執行。將這些與 Hoare 的思想組合機器，為 Hoare 通訊過程奠定了基礎，從而實現了 channel。

Go 如何幫助你

goroutine 把我們從必須按照並行的方式思考中解放出來，作為替代，它准許我們按照更為自然的等級對問題進行建模。

channel 幫助我們把每一個 goroutine 組合在一起。

select 語句是對 channel 的一個補充，並且是多個 channel 組合的所有難點得以實現。

這裡我推薦劉丹冰的 GMP 講解：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/168610624

Go 語言的併發哲學

“使用同行來共享記憶體，而不是是通過共享記憶體來通訊 “ ，這句座右銘想必麼一個 Gopher 都熟知。在併發程式碼編寫中 Go 提供了併發原語 (go,channel) 和 sync 包供我們選擇，那麼我們什麼時候應該選擇併發原語，什麼時候選擇記憶體訪問同步呢？以下這副圖給出了答案：

你是否需要轉讓資料所有權？

如果需要將計算結果給你共享給其他的程式碼塊，那麼你應該選擇 channel。這樣做有兩個好處：

1. 建立一個帶有快取的 channel 來實現一個低成本的在記憶體中的佇列來解耦你的生產者和消費者
2. channel 確保你的併發程式碼可以和其他併發程式碼進行組合

你是否檢視在保護某個資料結構的內部狀態？

當你需要保護某一個資料結構的時候這事原子操作，臨界區進入最小狀態，我們需要將這個行為鎖起來。所以這時使用 sync 包

你是否試圖協調多個邏輯片段？

記住，channel 比記憶體同步原語更具有可組合性。Go 團隊鼓勵漫天飛的 channel ，如果滿篇鎖對於任何語言可能都是災難。

這是一個效能要求很高的臨界區嗎？

channel 使用做記憶體訪問同步來操作，因此它只能更慢。

追求簡潔，儘量使用 channel ，並且認為 goroutine 的使用是沒有成本的。