在并发编程中，如何安全地共享和修改数据是一个重要的问题。Go语言提供了多种工具来帮助我们实现这一目标。本文将通过一个示例代码，详细讲解如何使用原子操作和并发协调工具（如通道和sync.WaitGroup）来实现并发安全的操作。
示例代码解析
我们将通过以下两个示例来展示如何使用通道和sync.WaitGroup来协调并发操作。
主函数
func main() {
coordinateWithChan()
fmt.Println()
coordinateWithWaitGroup()
}
主函数调用了两个并发协调函数：coordinateWithChan和coordinateWithWaitGroup。我们将分别介绍这两个函数的实现。
使用通道进行并发协调
func coordinateWithChan() {
sign := make(chan struct{}, 2)
num := int32(0)
fmt.Printf("The number: %d [with chan struct{}]\\n", num)
max := int32(10)
go addNum(&num, 1, max, func() {
sign <- struct{}{}
})
go addNum(&num, 2, max, func() {
sign <- struct{}{}
})
<-sign
<-sign
}
在这个函数中，我们使用了一个带缓冲的通道sign来协调两个并发操作。通道的缓冲大小为2，表示可以同时接收两个信号。我们启动了两个并发的addNum函数，每个函数在完成后都会向通道发送一个信号。主函数通过接收两个信号来等待这两个并发操作的完成。
使用sync.WaitGroup进行并发协调
func coordinateWithWaitGroup() {
var wg sync.WaitGroup
wg.Add(2)
num := int32(0)
fmt.Printf("The number: %d [with sync.WaitGroup]\\n", num)
max := int32(10)
go addNum(&num, 3, max, wg.Done)
go addNum(&num, 4, max, wg.Done)
wg.Wait()
}
在这个函数中，我们使用了sync.WaitGroup来协调并发操作。WaitGroup的计数器初始值为2，表示有两个并发操作需要等待。每个并发的addNum函数在完成后都会调用wg.Done来减少计数器的值。主函数通过调用wg.Wait来等待计数器变为0，从而等待所有并发操作的完成。
原子操作函数addNum
func addNum(numP *int32, id, max int32, deferFunc func()) {
defer func() {
deferFunc()
}()
for i := 0; ; i++ {
currNum := atomic.LoadInt32(numP)
if currNum >= max {
break
}
newNum := currNum + 2
time.Sleep(time.Millisecond * 200)
if atomic.CompareAndSwapInt32(numP, currNum, newNum) {
fmt.Printf("The number: %d [%d-%d]\\n", newNum, id, i)
} else {
fmt.Printf("The CAS operation failed. [%d-%d]\\n", id, i)
}
}
}
addNum函数用于原子地增加numP所指向的变量的值。它使用了atomic.LoadInt32和atomic.CompareAndSwapInt32来确保操作的原子性。函数通过一个无限循环不断尝试增加numP的值，直到达到max。每次增加操作前，函数会先加载当前值，然后尝试将其增加2。如果CompareAndSwapInt32操作成功，则表示增加操作成功；否则，表示在此期间值已被其他操作修改，增加操作失败。
总结
通过以上示例，我们可以看到如何使用通道和sync.WaitGroup来协调并发操作，以及如何使用原子操作来确保并发安全。以下是一些关键点：
- 通道：通道可以用于在并发操作之间传递信号，从而实现简单的并发协调。
sync.WaitGroup：WaitGroup可以用于等待一组并发操作的完成，是一种更灵活的并发协调工具。- 原子操作：原子操作可以确保对共享变量的修改是并发安全的，避免数据竞争。
希望通过这个教程，你能更好地理解和应用Go语言中的并发工具，编写出更加健壮的并发程序。