第5章 并发编程：goroutine、channel与同步

第5章 并发编程：goroutine、channel 与同步

章节摘要：这是 Go 的主场。本章从"并发与并行的区别"讲起，覆盖 goroutine 的启动成本与调度模型（GMP）、channel 的阻塞语义与缓冲设计、select 的多路复用与超时模式、sync 包的锁族与 WaitGroup、Once、原子操作，最后用 Context 打通"取消传播"这一生产系统的命脉。读完你能写出正确且不泄漏的并发程序。

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阅读完本章，你应当能够：

1. 解释并发与并行、goroutine 与线程的区别；
2. 用 channel 实现同步、数据传递与并发度控制；
3. 用 select 做超时、非阻塞与多路复用；
4. 在 Mutex、RWMutex、WaitGroup、Once 之间正确选型；
5. 用 Context 实现超时与取消的全链路传播；
6. 识别并修复 goroutine 泄漏与数据竞争。

核心概念速览

Don't communicate by sharing memory; share memory by communicating——别用共享内存来通信，用通信来共享内存。

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5.1 Goroutine 与调度

go 关键字、主 goroutine 退出即程序退出、GMP 调度模型、泄漏的成因。

5.2 Channel

无缓冲的同步语义、有缓冲的异步语义、关闭与遍历、单向通道与高级模式（信号、扇入扇出、退出）。

5.3 select 语句

多路复用、随机公平选择、超时与非阻塞模式、nil 通道的妙用、与 Context 联动。

5.4 同步原语

数据竞争的本质、Mutex 与 RWMutex、WaitGroup、Once、Cond 与原子操作、错误用法清单。

5.5 Context

接口构成、四种派生、取消与超时传播、Value 的克制使用、惯例与反模式。

子章节之间的逻辑关系

goroutine 是"执行"，channel 是"通信"，select 是"通信的调度台"，sync 族是"共享内存时的护栏"，Context 是"跨层取消的信令网"。五者按此顺序递进，最后在"生产级并发模式"里合流。

┌────────────┐   ┌────────────┐   ┌────────────┐
│ goroutine  │─▶ │  channel   │─▶ │  select    │
│ 谁在干活    │   │ 怎么传话    │   │ 听谁的      │
└────────────┘   └────────────┘   └─────┬──────┘
┌────────────┐   ┌────────────┐         │
│ sync 锁族   │─▶ │  Context   │◀────────┘
│ 共享护栏    │   │ 全链路取消  │
└────────────┘   └────────────┘
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前置知识与后续延伸

• 前置：闭包与引用捕获（第 2 章）、指针与共享（第 3 章）、接口（第 3 章）。
• 为后续铺垫：第 6 章测试并发代码、反射在并发工具中的应用；所有网络编程实战都建立在本章之上。

本章学习建议

并发是 Go 最容易写出"看起来对、跑起来随机出错"代码的地方。学习时坚持两条纪律：第一，每个 goroutine 都用 WaitGroup 或 channel 明确"谁会等它结束"；第二，用 go test -race 跑竞态检测，把数据竞争当作编译错误一样对待。建议按"顺序执行 → 并发改造 → 加超时与取消"三步完成一个爬虫小项目，逐步体会 select 与 Context 的价值。