8.12. 同步-保证并发环境下数据访问的正确性

Go程序可以使用通道进行多个goroutine间的数据交换，但这仅仅是数据同步中的一种方法。 通道内部的实现依然使用了各种锁，因此优雅代码的代价是性能。 在某些轻量级的场合，原子访问（atomic包）、互斥锁（sync.Mutex）以及等待组（sync.WaitGroup）能最大程度满足需求。

8.12.1. 1.竞态检测-检测代码在并发环境下可能出现的问题

当多线程并发运行的程序竞争访问和修改同一块资源时，会发生竞态问题。

下面的代码中有一个ID生成器，每次调用生成器将会生成一个不会重复的顺序序号，使用10个并发生成序号，观察10个并发后的结果。

package main

import (
    "fmt"
    "sync/atomic"
)

var (
    // 序列号
    seq int64
)

// 序列号生成器
func GenID() int64 {
    // 尝试原子的增加序列号
    atomic.AddInt64(&seq, 1)
    return seq
}

func main() {
    // 生成10个并发序列号
    for i := 0; i < 10; i++ {
        go GenID()
    }
    fmt.Println(GenID())
}

代码运行发生宕机，输出信息如下：

go run -race racedetect.go
==================
WARNING: DATA RACE
Write at 0x00000064e2c0 by goroutine 8:
  sync/atomic.AddInt64()
      /usr/local/go/src/runtime/race_amd64.s:276 +0xb
  main.GenID()
      /home/hujianli/golang-Beginner-and-Advanced/chapter09/example6/racedetect.go:16 +0x43

Previous read at 0x00000064e2c0 by goroutine 7:
  main.GenID()
      /home/hujianli/golang-Beginner-and-Advanced/chapter09/example6/racedetect.go:17 +0x53

Goroutine 8 (running) created at:
  main.main()
      /home/hujianli/golang-Beginner-and-Advanced/chapter09/example6/racedetect.go:23 +0x4f

Goroutine 7 (finished) created at:
  main.main()
      /home/hujianli/golang-Beginner-and-Advanced/chapter09/example6/racedetect.go:23 +0x4f
.....

根据报错信息，第16行有竞态问题，根据atomic.AddInt64()的参数声明，这个函数会将修改后的值以返回值方式传出。

下面代码对加粗部分进行了修改：

// 序列号生成器
func GenID() int64 {
    // 尝试原子的增加序列号
    return  atomic.AddInt64(&seq, 1)
}

再次运行：

$ go run -race racedetect.go
10

没有发生竞态问题，程序运行正常。

本例中只是对变量进行增减操作，虽然可以使用互斥锁（sync.Mutex）解决竞态问题，但是对性能消耗较大。

在这种情况下，推荐使用原子操作（atomic）进行变量操作。