Как в Go достигается изоляция данных при конкурентном выполнении (между горутинами)?

В Go изоляция данных между горутинами достигается с помощью нескольких ключевых подходов, которые следуют главному принципу языка: "Не обменивайтесь данными через общую память; обменивайтесь данными через каналы".

1. Каналы (Channels)

Это наиболее идиоматичный способ в Go. Каналы предоставляют механизм для безопасной передачи данных между горутинами. Отправляя данные в канал, одна горутина передает "владение" этими данными другой, что предотвращает гонки данных.

// Горутина безопасно отправляет данные в канал
ch := make(chan int)
go func() {
    result := 42 // какая-то работа
    ch <- result // передача владения
}()

// Основная горутина безопасно получает данные
val := <-ch
fmt.Println(val) // 42

2. Примитивы синхронизации (пакет sync)

Когда использование каналов неудобно или неэффективно, применяются традиционные примитивы синхронизации для защиты "критических секций" — участков кода, работающих с общими данными.

• sync.Mutex: Обеспечивает эксклюзивный доступ к данным. Только одна горутина может владеть мьютексом в любой момент времени.

  var mu sync.Mutex
  var counter int
  
  // ... в разных горутинах
  mu.Lock()   // Захватываем блокировку
  counter++   // Безопасно изменяем общие данные
  mu.Unlock() // Освобождаем блокировку

• sync.RWMutex: Оптимизированный мьютекс для сценариев, где чтений гораздо больше, чем записей. Позволяет неограниченному числу горутин одновременно читать данные, но запись требует эксклюзивной блокировки.

3. Атомарные операции (пакет sync/atomic)

Для простых операций, таких как инкремент счетчика или обновление флага, использование мьютекса может быть избыточным. Атомарные операции выполняются без прерываний и являются более легковесными.

var counter int64

// Безопасное увеличение счетчика без блокировок
atomic.AddInt64(&counter, 1)

// Безопасное чтение
currentValue := atomic.LoadInt64(&counter)

Ключевой вывод:

Основная цель — избежать гонок данных (data races). Идиоматичный путь в Go — это каналы, но мьютексы и атомарные операции являются мощными инструментами для других сценариев. Для обнаружения гонок данных всегда используйте флаг -race при тестировании и запуске: go run -race main.go.