Какие существуют способы обмена данными и синхронизации между горутинами в Go?

В Go существует два основных подхода к взаимодействию между горутинами, которые отражают философию языка.

1. Каналы (Channels) — Идиоматичный способ

Это предпочтительный и идиоматичный способ в Go, который следует принципу:

"Do not communicate by sharing memory; instead, share memory by communicating."
("Не общайтесь, разделяя память; вместо этого, разделяйте память, общаясь.")

Каналы — это типизированные "трубы", через которые горутины могут безопасно отправлять и получать данные, обеспечивая синхронизацию без явных блокировок.

Пример:

// Создаем канал для передачи целых чисел
ch := make(chan int)

go func() {
    // Отправляем данные в канал (операция блокируется, пока кто-то не прочитает)
    ch <- 42
}()

// Читаем данные из канала (операция блокируется, пока кто-то не отправит)
value := <-ch
fmt.Println(value) // Выведет: 42

Ключевые особенности каналов:

• Буферизация: Каналы могут быть буферизированными (make(chan int, 10)), что позволяет отправлять несколько значений без немедленной блокировки.
• Закрытие: Отправитель может закрыть канал (close(ch)), чтобы сигнализировать, что данные больше не будут отправляться.
• Итерация: Можно итерироваться по каналу с помощью for range, цикл завершится после закрытия канала.
• Мультиплексирование: Оператор select позволяет ожидать данные сразу из нескольких каналов, подобно switch.

2. Примитивы синхронизации из пакета sync

Этот подход более традиционен для других языков и используется, когда прямое управление состоянием с помощью блокировок более уместно.

• sync.Mutex и sync.RWMutex: Используются для защиты доступа к общим данным. Mutex предоставляет эксклюзивную блокировку, а RWMutex позволяет множество читателей или одного писателя. Это полезно для защиты критических секций, например, при инкременте общего счетчика.
• sync.WaitGroup: Позволяет горутине ожидать завершения работы группы других горутин.
• sync.Once: Гарантирует, что определенный участок кода выполнится только один раз.
• Пакет sync/atomic: Предоставляет низкоуровневые атомарные операции (например, atomic.AddInt64), которые могут быть быстрее мьютексов для простых численных операций.