В чем особенности и преимущества конкурентности в Go (горутины)?

В Go основной моделью конкурентности являются горутины (goroutines), а не прямая работа с потоками ОС. Горутины — это легковесные потоки, управляемые средой выполнения Go.

Плюсы (преимущества горутин):

• Легковесность: Создание горутины гораздо дешевле, чем создание потока ОС. Горутина изначально занимает всего несколько килобайт в стеке, который может расти по мере необходимости. Можно легко запустить сотни тысяч горутин.
• Простота запуска: Горутина запускается простым добавлением ключевого слова go перед вызовом функции: go myFunction().
• Эффективное использование CPU: Среда выполнения Go (Go runtime) мультиплексирует множество горутин на небольшое количество потоков ОС, что позволяет эффективно утилизировать все ядра процессора.
• Безопасная коммуникация через каналы: Вместо традиционного подхода с общей памятью и мьютексами, Go поощряет передачу данных между горутинами через каналы (channels). Это снижает риск возникновения состояний гонки (race conditions).

Минусы и сложности:

• Риск утечки горутин: Если горутина блокируется в ожидании данных из канала, в который никто никогда не напишет, она останется в памяти навсегда. Необходимо аккуратно управлять их жизненным циклом.
• Сложность отладки: Отладка конкурентного кода может быть сложной из-за непредсказуемого порядка выполнения.
• Состояния гонки все еще возможны: Если разработчик решает использовать общую память вместо каналов без должной синхронизации (например, без мьютексов), состояния гонки все равно могут возникнуть.

Пример: Пул воркеров на горутинах и каналах

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

// worker — это горутина, которая получает задания из канала `jobs` 
// и отправляет результат в канал `results`.
func worker(id int, jobs <-chan int, results chan<- int) {
    for j := range jobs {
        fmt.Printf("Воркер %d начал задание %dn", id, j)
        time.Sleep(time.Second) // Имитация работы
        results <- j * 2
        fmt.Printf("Воркер %d закончил задание %dn", id, j)
    }
}

func main() {
    const numJobs = 5
    jobs := make(chan int, numJobs)
    results := make(chan int, numJobs)

    // Запускаем 3 воркера в виде горутин
    for w := 1; w <= 3; w++ {
        go worker(w, jobs, results)
    }

    // Отправляем 5 заданий в канал `jobs`
    for j := 1; j <= numJobs; j++ {
        jobs <- j
    }
    close(jobs) // Закрываем канал, чтобы воркеры завершились после выполнения всех заданий

    // Собираем результаты
    for a := 1; a <= numJobs; a++ {
        <-results
    }
    fmt.Println("Все задания выполнены.")
}