Glyph Lefkowitz最近寫了一篇啟蒙文章，其中他詳細(xì)的說明了一些關(guān)于開發(fā)高并發(fā)軟件的挑戰(zhàn)，如果你開發(fā)軟件但是沒有閱讀這篇問題，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。

從多個花絮中提取，但是如果我斗膽提出主要觀點的總結(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)致軟件開發(fā)過程不可管理的復(fù)雜性， 開發(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)通過多并發(fā)線程共享時，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)移是明確一個代碼閱讀者至少有一些可見的跡象表明事情可能脫離正軌。沒有明確標(biāo)記每個新階段是潛在的地雷：“如果這個操作不是原子操作，最后出現(xiàn)什么情況？”那么在每個命令之間的空間變成無盡的空間黑洞，可怕的Heisenbugs出現(xiàn)

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

并非事實都是好的。所有的Goroutine訪問相同的共享內(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程中的準(zhǔn)確性。在單核設(shè)置中，Go的運行時間進(jìn)入“隱式協(xié)同工作”一類， 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。在寫代碼過程中通過使用一些Go提供的原語，可最小化相關(guān)的搶占式調(diào)度產(chǎn)生的異常行為。請看下面Glyph示例“賬號轉(zhuǎn)換”代碼段中Go接口（忽略哪些不易于最終存儲定點小數(shù)的浮點數(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goroutine中調(diào)用的話，因為它們可能并發(fā)的從存款調(diào)度中得到相同的結(jié)果，然后一起請求更多的已取消調(diào)用的存款變量。最好是代碼中危險部分不會被多goroutine執(zhí)行。在此一種方式實現(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，但是我們通過實現(xiàn)一個微不足道的事件循環(huán)消除并發(fā)問題。當(dāng)代碼首次執(zhí)行時，它激活一個goroutine運行循環(huán)。轉(zhuǎn)發(fā)請求為了此目的而傳遞入一個新創(chuàng)建的通道。結(jié)果經(jīng)由一個錯誤通道返回到循環(huán)外部。因為通道不是緩沖的，它們加鎖，并且通過Transfer函數(shù)無論多個并發(fā)的轉(zhuǎn)發(fā)請求怎么進(jìn)，它們都將通過單一的運行事件循環(huán)被持續(xù)的服務(wù)。

上面的代碼看起來有點別扭，也許吧. 對于這樣一個簡單的場景一個互斥鎖（mutex）也許會是一個更好的選擇，但是我正要嘗試去證明的是可以向一個go例程應(yīng)用隔離狀態(tài)操作. 即使稍稍有點尷尬，但是對于大多數(shù)需求而言它的表現(xiàn)已經(jīng)足夠好了，并且它工作起來，甚至使用了最簡單的賬號結(jié)構(gòu)實現(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 
} 

不過如此笨拙的賬戶實現(xiàn)看起來會有點天真. 通過不讓任何大于當(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)變成下面這個樣子會怎么樣呢?

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，這個代碼患有和我們原來的 Transfer 實現(xiàn)相同的問題。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，因為事件循環(huán) goroutine 可以與每個個人賬戶結(jié)構(gòu)實例很好的耦合。這里有一個例子說明這一點：

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

須注意的要點是上述的代碼，所有對結(jié)構(gòu)內(nèi)部數(shù)據(jù)值得直接訪問和修改都是有事件循環(huán)觸發(fā)的 *within* 代碼來完成的。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間只會有它們之中的一個方法得到處理。我們的時間循環(huán)代碼推理起來更加容易了很多。

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

再次，GO不會保護(hù)你自己. 寫一個同其內(nèi)部數(shù)據(jù)管理和主題有爭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的爭議探測器的自由應(yīng)用程序，你可以編寫的代碼其行為可以預(yù)測，甚至在搶占式調(diào)度的門面代碼中。

英文原文：Sane Concurrency with Go

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