Day16 我OK，你先GO (sync)

昨天提到了Go併發中通道Channel交換訊息的方法，但世界總是沒有想像中的美好。
有些被併發出去的func做的事情少，很快就回來了，有些則慢吞吞...
要怎麼知道他們到底完事了沒有？

等待集合

【sync.WaitGroup】

可以透過內建的sync WaitGroup來等待線程結束，
就像一群新兵在準備集合，等到每個人都到為止。

A WaitGroup waits for a collection of goroutines to finish.

以下是班長與兩位班兵的角色：

https://play.golang.org/p/bQowTuEzeIj

func main() {
	fmt.Println("你各位啊，現在開始休息，三秒鐘後記得回來。")

	wg := sync.WaitGroup{} // 也可以var wg = sync.WaitGroup{}，或者不要實體化 var wg sync.WaitGroup 
	wg.Add(2)	// 總共有兩位新兵

	go rest(&wg)
	go rest(&wg)

	fmt.Println("===你各位再慢慢來沒關係啊===")
	wg.Wait()
	fmt.Println("===集合完畢===")
}

func rest(wg *sync.WaitGroup) {
	time.Sleep(time.Second * 3)
	fmt.Println("新兵休息完畢。")
	wg.Done()	// 跑去集合
}

/* result:
你各位啊，現在開始休息，三秒鐘後記得回來。
===你各位再慢慢來沒關係啊===
新兵休息完畢。
新兵休息完畢。
===集合完畢===
*/

WaitGroup拿計數器(Counter)來當作任務數量，若counter < 0會發生panic。

• WaitGroup.Add(n)：計數器+n
• WaitGroup.Done()：任務完成，從計數器中減去1，可搭配defer使用
• WaitGroup.Wait()：阻塞(Block)住，直到計數器歸0

如果計數器大於線程數就會發生死結(Deadlock)。
啊兵就只有兩隻，等到死還是只有這麼多隻，永遠沒辦法集合完畢。

因為是針對該鎖的物件操作，記得是要傳入func指針(Pointer)與位址(Address)。

看起來方便好用，貌似能解決一切的問題。
但不負所望地，世界還是沒有你想像的美好，...

競爭危害(Race Condition)

【爭奪變數】

在這個例子中我使用了10000個被併發出去的func，
每個func只做一件事：count++

https://play.golang.org/p/OAaaLw8Po62

var count = 0

func main() {
	// runtime.GOMAXPROCS(1)  // 只讓一個線程運作就能解決問題。但...想要更快，就是要多核心嘛！單核心怎能星爆？
	for i := 0; i < 10000; i++ {
		go race()
	}
	time.Sleep(time.Millisecond * 100)
	fmt.Println(count)
}

func race() {
	count++
}

/* result:
9763
*/

什麼？輸出居然不是10000？

但如果數字小一點，例如10，就又恢復正常了？

這就是爭奪資源的關係。
物競天擇，在這凡事都講求時效性的年代，手腳比較快的就容易成功弄破碗。

多個CPU在搶奪count這個變數，好比多個男性在追求一個異性：

同時有兩個男性問：「小姊，請問您單身嗎？」
『是的，我目前單身哦。』

於是她同時和兩位男性交往。

該如何對付呢？

互斥鎖(Lock)

會面遇到的上面問題，是由於同時對變數進行讀寫(Read/Write)的關係，
在小故事中則是同時被問與答。

同時有兩位男性警察詢問：「小姊，請問您單身嗎？」
『是的，我目前單身哦。』

此時...
由於員警Ａ學過互斥鎖的原理，知道這裡若慢了一步，一切就完了
於是以迅雷不及掩耳之勢拿出手銬腳鐐，把愛慕對象鎖住帶回偵辦

而員警Ｂ沒有好好念書，只能原地傻傻乾等，悔恨莫及..

【sync.Mutex】

If the lock is already in use, the calling goroutine blocks until the mutex is available.

var count = 0
var m sync.Mutex

func main() {
	for i := 0; i < 10000; i++ {
		go race()
	}
	time.Sleep(time.Millisecond * 100)
	fmt.Println(count)
}

func race() {
	m.Lock()
	count++
	m.Unlock()
}

/* result:
10000
*/

只要在變數前上鎖(Lock)，在解鎖(Unlock)前 只有該線程能對其進行操作。