Glyph Lefkowitz最近寫(xiě)了一篇啟蒙文章，其中他詳細(xì)的說(shuō)明了一些關(guān)于開(kāi)發(fā)高并發(fā)軟件的挑戰(zhàn)，如果你開(kāi)發(fā)軟件但是沒(méi)有閱讀這篇問(wèn)題，那么我建議你閱讀一篇。這是一篇非常好的文章，現(xiàn)代軟件工程應(yīng)該擁有的豐富智慧。

從多個(gè)花絮中提取，但是如果我斗膽提出主要觀點(diǎn)的總結(jié)，其內(nèi)容就是：搶占式多任務(wù)和一般共享狀態(tài)結(jié)合導(dǎo)致軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程不可管理的復(fù)雜性， 開(kāi)發(fā)人員可能更喜歡保持自己的一些理智以此避免這種不可管理的復(fù)雜性。搶占式調(diào)度對(duì)于哪些真正的并行任務(wù)是好的，但是當(dāng)可變狀態(tài)通過(guò)多并發(fā)線程共享時(shí)，明確的多任務(wù)合作更招人喜歡 。

盡管合作多任務(wù)，你的代碼仍有可能是復(fù)雜的，它只是有機(jī)會(huì)保持可管理下一定的復(fù)雜性。當(dāng)控制轉(zhuǎn)移是明確一個(gè)代碼閱讀者至少有一些可見(jiàn)的跡象表明事情可能脫離正軌。沒(méi)有明確標(biāo)記每個(gè)新階段是潛在的地雷：“如果這個(gè)操作不是原子操作，最后出現(xiàn)什么情況？”那么在每個(gè)命令之間的空間變成無(wú)盡的空間黑洞，可怕的Heisenbugs出現(xiàn)

在過(guò)去的一年多，盡管在Heka上的工作（一個(gè)高性能數(shù)據(jù)、日志和指標(biāo)處理引擎）已大多數(shù)使用GO語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。Go的亮點(diǎn)之一就是語(yǔ)言本身有一些非常有用的并發(fā)原語(yǔ)。但是Go的并發(fā)性能怎么樣，需要通過(guò)支持本地推理的鼓勵(lì)代碼鏡頭觀察。

并非事實(shí)都是好的。所有的Goroutine訪問(wèn)相同的共享內(nèi)存空間，狀態(tài)默認(rèn)可變，但是Go的調(diào)度程序不保證在上下文選擇過(guò)程中的準(zhǔn)確性。在單核設(shè)置中，Go的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)入“隱式協(xié)同工作”一類(lèi)， 在Glyph中經(jīng)常提到的異步程序模型列表選擇4。 當(dāng)Goroutine能夠在多核系統(tǒng)中并行運(yùn)行，世事難料。

Go不可能保護(hù)你，但是并不意味著你不能采取措施保護(hù)自己。在寫(xiě)代碼過(guò)程中通過(guò)使用一些Go提供的原語(yǔ)，可最小化相關(guān)的搶占式調(diào)度產(chǎn)生的異常行為。請(qǐng)看下面Glyph示例“賬號(hào)轉(zhuǎn)換”代碼段中Go接口（忽略哪些不易于最終存儲(chǔ)定點(diǎn)小數(shù)的浮點(diǎn)數(shù)）

func Transfer(amount float64, payer, payee *Account, 
    server SomeServerType) error { 
 
    if payer.Balance() < amount { 
        return errors.New("Insufficient funds") 
    } 
    log.Printf("%s has sufficient funds", payer) 
    payee.Deposit(amount) 
    log.Printf("%s received payment", payee) 
    payer.Withdraw(amount) 
    log.Printf("%s made payment", payer) 
    server.UpdateBalances(payer, payee) // Assume this is magic and always works. 
    return nil 
} 

這明顯的是不安全的，如果從多個(gè)goroutine中調(diào)用的話，因?yàn)樗鼈兛赡懿l(fā)的從存款調(diào)度中得到相同的結(jié)果，然后一起請(qǐng)求更多的已取消調(diào)用的存款變量。最好是代碼中危險(xiǎn)部分不會(huì)被多goroutine執(zhí)行。在此一種方式實(shí)現(xiàn)了該功能：

type transfer struct { 
    payer *Account 
    payee *Account 
    amount float64 
} 
 
var xferChan = make(chan *transfer) 
var errChan = make(chan error) 
func init() { 
    go transferLoop() 
} 
 
func transferLoop() { 
    for xfer := range xferChan { 
        if xfer.payer.Balance < xfer.amount { 
            errChan <- errors.New("Insufficient funds") 
            continue 
        } 
        log.Printf("%s has sufficient funds", xfer.payer) 
        xfer.payee.Deposit(xfer.amount) 
        log.Printf("%s received payment", xfer.payee) 
        xfer.payer.Withdraw(xfer.amount) 
        log.Printf("%s made payment", xfer.payer) 
        errChan <- nil 
    } 
} 
 
func Transfer(amount float64, payer, payee *Account, 
    server SomeServerType) error { 
 
    xfer := &transfer{ 
        payer: payer, 
        payee: payee, 
        amount: amount, 
    } 
 
    xferChan <- xfer 
    err := <-errChan 
    if err == nil  { 
        server.UpdateBalances(payer, payee) // Still magic. 
    } 
    return err 
} 

這里有更多代碼，但是我們通過(guò)實(shí)現(xiàn)一個(gè)微不足道的事件循環(huán)消除并發(fā)問(wèn)題。當(dāng)代碼首次執(zhí)行時(shí)，它激活一個(gè)goroutine運(yùn)行循環(huán)。轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求為了此目的而傳遞入一個(gè)新創(chuàng)建的通道。結(jié)果經(jīng)由一個(gè)錯(cuò)誤通道返回到循環(huán)外部。因?yàn)橥ǖ啦皇蔷彌_的，它們加鎖，并且通過(guò)Transfer函數(shù)無(wú)論多個(gè)并發(fā)的轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求怎么進(jìn)，它們都將通過(guò)單一的運(yùn)行事件循環(huán)被持續(xù)的服務(wù)。

上面的代碼看起來(lái)有點(diǎn)別扭，也許吧. 對(duì)于這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的場(chǎng)景一個(gè)互斥鎖（mutex）也許會(huì)是一個(gè)更好的選擇，但是我正要嘗試去證明的是可以向一個(gè)go例程應(yīng)用隔離狀態(tài)操作. 即使稍稍有點(diǎn)尷尬，但是對(duì)于大多數(shù)需求而言它的表現(xiàn)已經(jīng)足夠好了，并且它工作起來(lái)，甚至使用了最簡(jiǎn)單的賬號(hào)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn):

type Account struct { 
    balance float64 
} 
 
func (a *Account) Balance() float64 { 
    return a.balance 
} 
 
func (a *Account) Deposit(amount float64) { 
    log.Printf("depositing: %f", amount) 
    a.balance += amount 
} 
 
func (a *Account) Withdraw(amount float64) { 
    log.Printf("withdrawing: %f", amount) 
    a.balance -= amount 
} 

不過(guò)如此笨拙的賬戶實(shí)現(xiàn)看起來(lái)會(huì)有點(diǎn)天真. 通過(guò)不讓任何大于當(dāng)前平衡的撤回操作執(zhí)行，從而讓賬戶結(jié)構(gòu)自身提供一些保護(hù)也許更起作用。那如果我們把撤回函數(shù)變成下面這個(gè)樣子會(huì)怎么樣呢?

func (a *Account) Withdraw(amount float64) { 
    if amount > a.balance { 
        log.Println("Insufficient funds") 
        return 
    } 
    log.Printf("withdrawing: %f", amount) 
    a.balance -= amount 
} 

不幸的是，這個(gè)代碼患有和我們?cè)瓉?lái)的 Transfer 實(shí)現(xiàn)相同的問(wèn)題。并發(fā)執(zhí)行或不幸的上下文切換意味著我們可能以負(fù)平衡結(jié)束。幸運(yùn)的是，內(nèi)部的事件循環(huán)理念應(yīng)用在這里同樣很好，甚至更好，因?yàn)槭录h(huán) goroutine 可以與每個(gè)個(gè)人賬戶結(jié)構(gòu)實(shí)例很好的耦合。這里有一個(gè)例子說(shuō)明這一點(diǎn)：

type Account struct { 
    balance float64 
    deltaChan chan float64 
    balanceChan chan float64 
    errChan chan error 
} 

func NewAccount(balance float64) (a *Account) { 
    a = &Account{ 
        balance:     balance, 
        deltaChan:   make(chan float64), 
        balanceChan: make(chan float64), 
        errChan:     make(chan error), 
    } 
    go a.run() 
    return 
} 
 
func (a *Account) Balance() float64 { 
    return <-a.balanceChan 
} 
 
func (a *Account) Deposit(amount float64) error { 
    a.deltaChan <- amount 
    return <-a.errChan 
} 
 
func (a *Account) Withdraw(amount float64) error { 
    a.deltaChan <- -amount 
    return <-a.errChan 
} 
 
func (a *Account) applyDelta(amount float64) error { 
    newBalance := a.balance + amount 
    if newBalance < 0 { 
        return errors.New("Insufficient funds") 
    } 
    a.balance = newBalance 
    return nil 
} 
 
func (a *Account) run() { 
    var delta float64 
    for { 
        select { 
        case delta = <-a.deltaChan: 
            a.errChan <- a.applyDelta(delta) 
        case a.balanceChan <- a.balance: 
            // Do nothing, we've accomplished our goal w/ the channel put. 
        } 
    } 
} 

這個(gè)API略有不同，Deposit 和 Withdraw 方法現(xiàn)在都返回了錯(cuò)誤。它們并非直接處理它們的請(qǐng)求，而是把賬戶余額的調(diào)整量放入 deltaChan，在 run 方法運(yùn)行時(shí)的事件循環(huán)中訪問(wèn) deltaChan。同樣的，Balance 方法通過(guò)阻塞不斷地在事件循環(huán)中請(qǐng)求數(shù)據(jù)，直到它通過(guò) balanceChan 接收到一個(gè)值。

須注意的要點(diǎn)是上述的代碼，所有對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部數(shù)據(jù)值得直接訪問(wèn)和修改都是有事件循環(huán)觸發(fā)的 *within* 代碼來(lái)完成的。如果公共 API 調(diào)用表現(xiàn)良好并且只使用給出的渠道同數(shù)據(jù)進(jìn)行交互的話, 那么不管對(duì)公共方法進(jìn)行多少并發(fā)的調(diào)用，我們都知道在任意給定的時(shí)間只會(huì)有它們之中的一個(gè)方法得到處理。我們的時(shí)間循環(huán)代碼推理起來(lái)更加容易了很多。

該模式的核心是 Heke 的設(shè)計(jì). 當(dāng)Heka啟動(dòng)時(shí)，它會(huì)讀取配置文件并且在它自己的go例程中啟動(dòng)每一個(gè)插件. 隨著時(shí)鐘信號(hào)、關(guān)閉通知和其它控制信號(hào)，數(shù)據(jù)經(jīng)由通道被送入插件中. 這樣就鼓勵(lì)了插件作者使用一種想上述事例那樣的 事件循環(huán)類(lèi)型的架構(gòu) 來(lái)實(shí)現(xiàn)插件的功能.

再次，GO不會(huì)保護(hù)你自己. 寫(xiě)一個(gè)同其內(nèi)部數(shù)據(jù)管理和主題有爭(zhēng)議的條件保持松耦合的Heka插件（或者任何架構(gòu)）是完全可能的。但是有一些需要注意的小地方，還有Go的爭(zhēng)議探測(cè)器的自由應(yīng)用程序，你可以編寫(xiě)的代碼其行為可以預(yù)測(cè)，甚至在搶占式調(diào)度的門(mén)面代碼中。

英文原文：Sane Concurrency with Go

譯文鏈接：http://www.oschina.net/translate/sane-concurrency-with-go