Go的內(nèi)存模型詳述了"在一個groutine中對變量進行讀操作能夠偵測到在其他goroutine中對該變量的寫操作"的條件.
Happens Before
對于一個goroutine來說，它其中變量的讀, 寫操作執(zhí)行表現(xiàn)必須和從所寫的代碼得出的預期是一致的。也就是說，在不改變程序表現(xiàn)的情況下，編譯器和處理器為了優(yōu)化代碼可能會改變變量的操作順序即: 指令亂序重排。
但是在兩個不同的goroutine對相同變量操作時, 會因為指令重排導致不同的goroutine對變量的操作順序的認識變得不一致。例如，一個goroutine執(zhí)行a = 1; b = 2;，在另一個goroutine中可能會現(xiàn)感知到變量b先于變量a被改變。
為了解決這種二義性問題，Go語言中引進一個happens before的概念，它用于描述對內(nèi)存操作的先后順序問題。如果事件e1 happens before 事件 e2，我們說事件e2 happens after e1。
如果，事件e1 does not happen before 事件 e2，并且 does not happen after e2，我們說事件e1和e2同時發(fā)生。
對于一個單一的goroutine，happens before 的順序和代碼的順序是一致的。
如果能滿足以下的條件，一個對變量v的 “讀事件r” 可以感知到另一個對變量v的 “寫事件w” ：
1、“寫事件w” happens before “讀事件r” 。
2、沒有既滿足 happens after w 同時滿主 happens before r 的對變量v的寫事件w。
為了保證讀事件r可以感知對變量v的寫事件，我們首先要確保w是變量v的唯一的寫事件。同時還要滿足以下條件：
1、“寫事件w” happens before “讀事件r”。
2、其他對變量v的訪問必須 happens before “寫事件w” 或者 happens after “讀事件r”。
第二組條件比第一組條件更加嚴格。因為，它要求在w和 r并行執(zhí)行的程序中不能再有其他的讀操作。
對于在單一的goroutine中兩組條件是等價的，讀事件可以確保感知到對變量的寫事件。但是，對于在 兩個goroutines共享變量v，我們必須通過同步事件來保證 happens-before 條件 （這是讀事件感知寫事件的必要條件）。
將變量v自動初始化為零也是屬于這個內(nèi)存操作模型。
讀寫超過一個機器字長度的數(shù)據(jù)，順序也是不能保證的。
同步(Synchronization)
初始化
程序的初始化在一個獨立的goroutine中執(zhí)行。在初始化過程中創(chuàng)建的goroutine將在 第一個用于初始化goroutine執(zhí)行完成后啟動。
如果包p導入了包q，包q的init 初始化函數(shù)將在包p的初始化之前執(zhí)行。
程序的入口函數(shù) main.main 則是在所有的 init 函數(shù)執(zhí)行完成之后啟動。
在任意init函數(shù)中新創(chuàng)建的goroutines，將在所有的init 函數(shù)完成后執(zhí)行。
Goroutine的創(chuàng)建
用于啟動goroutine的go語句在goroutine之前運行。
例如，下面的程序：
重慶分公司
重慶分公司
var a string;
func f() {
print(a);
}
func hello() {
a = "hello, world";
go f();
}調(diào)用hello函數(shù)，會在某個時刻打印“hello, world”（有可能是在hello函數(shù)返回之后）。
Channel communication 管道通信
用管道通信是兩個goroutines之間同步的主要方法。通常的用法是不同的goroutines對同一個管道進行讀寫操作，一個goroutines寫入到管道中，另一個goroutines從管道中讀數(shù)據(jù)。
管道上的發(fā)送操作發(fā)生在管道的接收完成之前（happens before）。
例如這個程序：
var c = make(chan int, 10)
var a string
func f() {
a = "hello, world";
c <- 0;
}
func main() {
go f();
<-c;
print(a);
}可以確保會輸出"hello, world"。因為，a的賦值發(fā)生在向管道 c發(fā)送數(shù)據(jù)之前，而管道的發(fā)送操作在管道接收完成之前發(fā)生。因此，在print 的時候，a已經(jīng)被賦值。
從一個unbuffered管道接收數(shù)據(jù)在向管道發(fā)送數(shù)據(jù)完成之前發(fā)送。
下面的是示例程序：
var c = make(chan int)
var a string
func f() {
a = "hello, world";
<-c;
}
func main() {
go f();
c <- 0;
print(a);
}同樣可以確保輸出“hello, world”。因為，a的賦值在從管道接收數(shù)據(jù) 前發(fā)生，而從管道接收數(shù)據(jù)操作在向unbuffered 管道發(fā)送完成之前發(fā)生。所以，在print 的時候，a已經(jīng)被賦值。
如果用的是緩沖管道（如 c = make(chan int, 1) ），將不能保證輸出 “hello, world”結(jié)果（可能會是空字符串，但肯定不會是他未知的字符串， 或?qū)е鲁绦虮罎ⅲ?/p>
鎖
包sync實現(xiàn)了兩種類型的鎖： sync.Mutex 和 sync.RWMutex。
對于任意 sync.Mutex 或 sync.RWMutex 變量l。 如果 n < m ，那么第n次 l.Unlock() 調(diào)用在第 m次 l.Lock()調(diào)用返回前發(fā)生。
例如程序：
var l sync.Mutex
var a string
func f() {
a = "hello, world";
l.Unlock();
}
func main() {
l.Lock();
go f();
l.Lock();
print(a);
}可以確保輸出“hello, world”結(jié)果。因為，第一次 l.Unlock() 調(diào)用（在f函數(shù)中）在第二次 l.Lock() 調(diào)用（在main 函數(shù)中）返回之前發(fā)生，也就是在 print 函數(shù)調(diào)用之前發(fā)生。
For any call to l.RLock on a sync.RWMutex variable l, there is an n such that the l.RLock happens (returns) after the n'th call to l.Unlock and the matching l.RUnlock happens before the n+1'th call to l.Lock.
Once
包once提供了一個在多個goroutines中進行初始化的方法。多個goroutines可以 通過 once.Do(f) 方式調(diào)用f函數(shù)。但是，f函數(shù) 只會被執(zhí)行一次，其他的調(diào)用將被阻塞直到唯一執(zhí)行的f()返回。once.Do(f) 中唯一執(zhí)行的f()發(fā)生在所有的 once.Do(f) 返回之前。
有代碼：
var a string
func setup() {
a = "hello, world";
}
func doprint() {
once.Do(setup);
print(a);
}
func twoprint() {
go doprint();
go doprint();
}調(diào)用twoprint會輸出“hello, world”兩次。第一次twoprint 函數(shù)會運行setup唯一一次。
錯誤的同步方式
注意：變量讀操作雖然可以偵測到變量的寫操作，但是并不能保證對變量的讀操作就一定發(fā)生在寫操作之后。
例如：
var a, b int
func f() {
a = 1;
b = 2;
}
func g() {
print(b);
print(a);
}
func main() {
go f();
g();
}函數(shù)g可能輸出2，也可能輸出0。
這種情形使得我們必須回避一些看似合理的用法。
這里用Double-checked locking的方法來代替同步。在例子中，twoprint函數(shù)可能得到錯誤的值：
var a string
var done bool
func setup() {
a = "hello, world";
done = true;
}
func doprint() {
if !done {
once.Do(setup);
}
print(a);
}
func twoprint() {
go doprint();
go doprint();
}在doprint函數(shù)中，寫done暗示已經(jīng)給a賦值了，但是沒有辦法給出保證這一點，所以函數(shù)可能輸出空的值。
另一個錯誤陷阱是忙等待：
var a string
var done bool
func setup() {
a = "hello, world";
done = true;
}
func main() {
go setup();
for !done {
}
print(a);
}我們沒有辦法保證在main中看到了done值被修改的同時也 能看到a被修改，因此程序可能輸出空字符串。更壞的結(jié)果是，main 函數(shù)可能永遠不知道done被修改，因為在兩個線程之間沒有同步操作，這樣main 函數(shù)永遠不能返回。
下面的用法本質(zhì)上也是同樣的問題.
type T struct {
msg string;
}
var g *T
func setup() {
t := new(T);
t.msg = "hello, world";
g = t;
}
func main() {
go setup();
for g == nil {
}
print(g.msg);
}即使main觀察到了 g != nil 條件并且退出了循環(huán)，但是任何然 不能保證它看到了g.msg的初始化之后的結(jié)果。
以上就是Go語言的內(nèi)存模型介紹的詳細內(nèi)容，更多請關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)成都網(wǎng)站設(shè)計公司其它相關(guān)文章！
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