Golang 中的内存模型是什么？如何理解？

Golang 中的内存模型定义了程序中各个 goroutine 对共享内存的访问规则。它指定了当多个 goroutine 同时访问相同变量时,每个 goroutine 读/写操作的执行顺序。

Golang 提供的内存模型有:

1. happens-before:这是 Golang 中最重要的内存顺序规则。它指定了在两个操作之间必须有一个happens-before关系,才能保证后续操作读取前一次操作写入的值。
   例如:

• 程序启动happens-before任何goroutine的启动
• 管道发送happens-before接收值
• unlock happens-before lock
• 小于操作happens-before大于操作(a < b happens-before b > a)

1. 内存屏障(memory barriers):内存屏障可以强制happens-before关系,保证某些读/写操作的顺序。主要有:

• sync.RWMutex.RLock() 读锁释放时会产生一个读屏障
• sync.RWMutex.RUnlock() 读锁获取时会产生一个写屏障
• sync.Mutex.Unlock() 释放写锁会产生一个写屏障
• atomic.CompareAndSwapXXX 函数会产生写屏障

1. 数据赋值:一个数据的赋值操作happens-before后续对该数据的读操作。
2. 锁的获取释放:锁的释放happens-before后续对该锁的获取。
3. channel 同步:channel 的关闭操作happens-before后续的接收值操作。

理解 Golang 的内存模型有助于我们编写正确的并发程序。例如,在访问共享变量时,不同 goroutine 之间的同步/顺序应遵循happens-before规则,这可以避免并发错误如数据竞争的产生。

内存屏障可以用来强制执行happens-before关系,实现一些基本的同步效果。但过度依赖内存屏障也会影响程序性能,所以在实际开发中应该遵循“优先使用互斥锁与channel实现同步”的原则。

所以 Golang 的内存模型定义了并发程序中各个 goroutine 访问共享内存的基本规则。熟练掌握内存模型有助于我们编写高效和正确的Go并发程序。尤其是happens-before规则和内存屏障的概念,这是理解 Golang 中并发与同步的基石。

总而言之,内存模型是定义程序中各个执行线程(goroutine)访问共享内存的规则,它实现了在语言层面对并发的支持与保护。内存模型通常与锁、mutex 等一起理解和运用,可以让我们的并发程序更加健壮和高效。