Какие паттерны конкурентной работы (concurrency) в Go вы знаете?

Go продвигает философию CSP (Communicating Sequential Processes), где основной принцип — «не обменивайтесь данными через общую память, а делитесь памятью через обмен данными». Это достигается с помощью горутин и каналов. Основные паттерны:

1. Worker Pool (Пул воркеров)

   • Описание: Создается фиксированное количество горутин-воркеров для обработки задач из общего канала. Это позволяет контролировать уровень параллелизма и избежать создания неограниченного числа горутин.
   • Пример:

     
     jobs := make(chan int, 100)
     results := make(chan int, 100)

   // Запуск 3 воркеров for w := 1; w <= 3; w++ { go worker(w, jobs, results) }

2. Fan-out / Fan-in

   • Описание: Один производитель данных распределяет (fan-out) работу между несколькими горутинами-обработчиками. Затем результаты от всех обработчиков собираются (fan-in) в один канал.

3. Pipeline (Конвейер)

   • Описание: Цепочка этапов обработки, где каждый этап — это горутина, принимающая данные из входящего канала и отправляющая результат в исходящий. Позволяет эффективно распараллеливать последовательные задачи.
   • Пример этапа:

     func square(in <-chan int) <-chan int {
     out := make(chan int)
     go func() {
         defer close(out)
         for n := range in {
             out <- n * n
         }
     }()
     return out
     }

4. Generator (Генератор)

   • Описание: Функция, которая запускает горутину и возвращает канал. Горутина генерирует данные и отправляет их в этот канал, скрывая детали реализации от потребителя.

5. Context для отмены и таймаутов

   • Описание: Использование пакета context для передачи сигналов отмены, дедлайнов и таймаутов вниз по стеку вызовов в другие горутины. Ключевой паттерн для graceful shutdown.

6. Mutex / RWMutex для защиты общих данных

   • Описание: Классический паттерн для защиты разделяемой памяти от гонок данных (race conditions), когда использование каналов нецелесообразно. sync.Mutex для эксклюзивного доступа, sync.RWMutex для ситуаций с частыми чтениями и редкими записями.