Golang中并发问题的疑问与讨论

Golang中并发问题的疑问与讨论 我不理解为什么以下代码会先输出大写字母，然后是小写字母，而在主文件中打印小写字母的goroutine先于打印大写字母的goroutine？

代码如下：

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

func main(){

	var wg = sync.WaitGroup{}
	wg.Add(2)

	go func(){
		defer wg.Done()
		printAlpha("lower")
	}()

	go func(){
		defer wg.Done()
		printAlpha("upper")
	}()

	wg.Wait()
	fmt.Println("Done")
}

func printAlpha(sign string){
	if sign == "lower"{
		for char := 'a'; char < 'a' + 26; char++{
			fmt.Printf("%c",char)
		}
	}else{
		for char := 'A'; char < 'A' + 26; char++{
			fmt.Printf("%c",char)
		}
	}
}

输出结果： ABCDEFGHIJKLabcdefghijklmnopqrMNOPQRSTUVWXYZstuvwxyzDone


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实际上这是不可预测的。你在屏幕上看到的是所有3个goroutine的输出混乱地混杂在一起。

如果你仔细观察，应该会注意到屏幕输出存在数据流"管理"缺失的问题。

场景 当前情况就像一支队伍在进行100码赛跑。所有人同时起跑，但很难预测谁在第4秒（t=4s）时以8.3英里/小时的速度奔跑，以及哪条跑道在每场比赛中最先到达终点。

在你的main函数中，你委托了2个进程分别对同一输出执行printAlpha。一旦所有3个goroutine（main、“lower” goroutine和"upper" goroutine）启动，虽然启动时间明确显示main是第一，"lower"是第二，"upper"是第三，但很难说哪个先运行，哪个在哪个时刻执行。另外请记住，启动新的goroutine并不能保证该goroutine会立即被调度。

这是我在本地机器上使用基准测试工具运行你的函数时的截图。注意每行内容都不一致。高亮显示的是小写字母先运行的情况。

log

关于goroutine的技术细节，Dave在他的博客中写了一篇很好的技术文章：没有事件循环的性能表现 | Dave Cheney。

该怎么做？

清晰地规划你的并发逻辑，比如谁应该在什么时候向输出写入什么内容。然后，你可以确保每个goroutine以同步的方式协同工作。

回到100码赛跑的比喻 - 在终点线设置收费亭，然后规定谁和谁应该先进入。这样，你就能保证每条跑道的输出结果。

在Go语言中，goroutine的执行顺序是不确定的，由Go运行时调度器决定。代码中先启动打印小写字母的goroutine，后启动打印大写字母的goroutine，但实际执行顺序可能相反，这取决于调度器的决策。

此外，fmt.Printf函数内部涉及I/O操作，可能导致输出交错。虽然每个goroutine内部循环是顺序的，但多个goroutine并发执行时，输出可能混合。在您的输出中，大写字母先开始打印，但被小写字母中断，最后又继续大写字母，这表明两个goroutine在并发执行。

以下是修改后的代码，使用互斥锁确保每个goroutine完整输出字母表，避免交错：

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

var mu sync.Mutex

func main() {
	var wg sync.WaitGroup
	wg.Add(2)

	go func() {
		defer wg.Done()
		printAlpha("lower")
	}()

	go func() {
		defer wg.Done()
		printAlpha("upper")
	}()

	wg.Wait()
	fmt.Println("Done")
}

func printAlpha(sign string) {
	mu.Lock()
	defer mu.Unlock()
	if sign == "lower" {
		for char := 'a'; char < 'a'+26; char++ {
			fmt.Printf("%c", char)
		}
	} else {
		for char := 'A'; char < 'A'+26; char++ {
			fmt.Printf("%c", char)
		}
	}
}

此代码使用sync.Mutex确保每次只有一个goroutine执行printAlpha函数，输出将是完整的字母序列（如先全部大写后全部小写，或反之），但顺序仍不确定。例如，可能输出ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyzDone或相反。

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