go 协程并发的非预期行为及解决方案
Go 语言的协程（goroutine）为并发编程提供了强大的支持。然而，在实际应用中，我们有时会遇到协程并发执行的顺序与预期不符的情况。例如，以下代码可能会输出先奇数后偶数的序列，而不是奇偶交替的序列。
package main import ( "fmt" "time" ) func main() { go sheep(1) go sheep(2) time.Sleep(time.Millisecond * 100) // 避免程序过早退出 } func sheep(i int) { for { fmt.Println(i, "sheeps") i += 2 } }
这段代码启动了两个协程，分别打印奇数和偶数。理想情况下，我们期望输出类似于 “1 sheeps”, “2 sheeps”, “3 sheeps”, “4 sheeps” 这样的交替序列。但实际运行结果可能并非如此，而是先输出大量的奇数，然后才开始输出偶数。
原因分析
这种现象的主要原因是 Go 运行时环境默认情况下可能只使用一个 CPU 线程来执行并发任务。在这种情况下，Go 调度器会尽可能地执行完一个协程，然后再切换到另一个协程。因此，sheep(1) 协程可能会在 sheep(2) 协程获得执行机会之前，打印出大量的奇数。
解决方案
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设置 GOMAXPROCS：
GOMAXPROCS 环境变量用于设置 Go 程序可以同时使用的 CPU 核心数。通过将其设置为大于 1 的值，可以强制 Go 运行时环境使用多个线程来执行并发任务，从而提高协程的并发执行程度。
export GOMAXPROCS=2 go run main.go
或者在代码中设置：
import ( "fmt" "runtime" "time" ) func main() { runtime.GOMAXPROCS(2) go sheep(1) go sheep(2) time.Sleep(time.Millisecond * 100) // 避免程序过早退出 } func sheep(i int) { for { fmt.Println(i, "sheeps") i += 2 } } -
使用 runtime.Gosched()：
runtime.Gosched() 函数可以显式地将当前协程的执行权让渡给其他协程。通过在 sheep 函数中调用 runtime.Gosched()，可以强制 Go 调度器在每次打印数字后切换到其他协程，从而实现更均衡的并发执行。
package main import ( "fmt" "runtime" "time" ) func main() { go sheep(1) go sheep(2) time.Sleep(time.Millisecond * 100) // 避免程序过早退出 } func sheep(i int) { for { fmt.Println(i, "sheeps") runtime.Gosched() // 让渡执行权 i += 2 } }
注意事项
尽管以上方法可以改善协程的并发执行效果，但我们仍然不能完全依赖协程的执行顺序。在并发编程中，最佳实践是使用同步机制（如互斥锁 sync.Mutex 或通道 channel）来显式地控制协程之间的交互和数据共享。
例如，如果需要确保奇数和偶数交替输出，可以使用通道来实现：
package main import ( "fmt" "time" ) func main() { oddCh := make(chan int) evenCh := make(chan int) go func() { for i := 1; ; i += 2 { oddCh <- i } }() go func() { for i := 2; ; i += 2 { evenCh <- i } }() for { select { case odd := <-oddCh: fmt.Println(odd, "sheeps") case even := <-evenCh: fmt.Println(even, "sheeps") } time.Sleep(time.Millisecond * 1) // 控制输出速度 } }
在这个例子中，我们使用两个通道 oddCh 和 evenCh 分别传递奇数和偶数。select 语句会随机选择一个可用的通道进行接收，从而保证奇数和偶数交替输出。
总结
Go 协程的并发执行顺序受到多种因素的影响，包括 CPU 核心数、调度策略等。为了避免依赖非确定的执行顺序，我们应该使用同步机制来显式地控制协程之间的交互。通过理解这些概念，我们可以编写出更加健壮和可靠的并发程序。
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