大家好，我是建宇。在我们的日常工作中，如果能够了解Go语言的内存模型，将会有很大的帮助。这样，在看一些极端的情况或者异常的面试题的时候，就可以了解到程序性能的很多根本原因。当然，用一篇普通的文章是不可能讲完Go内存模型的。所以今天的文章重点讲解Go语言happens-before原理的细节。开启吸力，炸鱼揭秘！内存模型的定义是什么？既然我们要理解happens-before原理，那么首先就要知道GoMemoryModel（Go内存模型）定义了什么。官方的解释是这样的：Go内存模型规定了在一个Goroutine中读取一个变量可以保证观察到在不同的goroutine中写入同一个变量所产生的值的条件。Go内存模型规定：“在一个goroutine中读取一个变量时，可以保证观察到在不同的goroutine中写入同一个变量的结果值”条件。这是学习后续知识的大前提。Whathappens-before是HappensBefore是一个与Go语言没有直接关系的技术术语，即它不是唯一的。通俗地说，它的定义是：在一个多线程程序中，假设有两个操作A和B，如果A发生在B之前（Ahappens-beforeB），那么A对内存的影响将会是可见的执行B的线程。A不一定是happens-beforeB从happens-before的定义我们可以反过来想。即：在同一个（同一个）线程中，如果操作A和B都进行了，并且A的语句一定在B之前，那么A一定发生在（happens-before）B之前。以下面的Go代码为例：varAintvarBintfuncmain(){A=B+1(1)B=1(2)}这段代码在同一个maingoroutine中，全局变量A在变量B之前声明。在main函数，代码行(1)，也在代码行(2)之前。所以我们可以得出结论，（1）必须在（2）之前执行，对吧？答案是：不对，因为Ahappens-beforeB并不意味着A操作必须在B操作之前发生。实际上，在编译器中，上述代码在汇编中的实际执行顺序如下：0x000000000(main.go:7)MOVQ".B(SB),AX0x000700007(main.go:7)INCQAX0x000a00010(main.go:7)MOVQAX,"".A(SB)0x001100017(main.go:8)MOVQ$1,"".B(SB)(2):将B加载到寄存器AX。(2)：AssignB=1，在代码中执行为INCQ自增。(1)：将寄存器AX中的值加1赋值给A。通过上面的分析我们可以知道。在代码行中(1)在(2)之前，但实际上(2)在(1)之前执行。那么这是否意味着违反了happens-before的设计原则，毕竟这是在同一个线程中的操作，而Go编译器存在bug？它不是，因为对A的赋值对对B的赋值基本上没有影响。因此不违反happens-before设计原则。Go语言中的happens-before在《The Go Memory Model》中，给出了Go语言中HappensBefore的清晰的语言定义。介绍中将使用以下术语：变量v：用于示例演示的指示变量。读r：代表读操作。Writew：表示写操作。定义允许对变量v的读取r观察到对v的写入w，前提是r不发生在w之前。在w之后但在r之前，没有其他w'写入v。为了保证变量v的读取r观察到对v的特定写入w，请确保w是唯一允许观察到的写入r。因此，如果以下两个条件都为真，则r一定会观察到w：w发生在r之前。对共享变量v的任何其他写入都发生在w之前或r之后。这似乎很尴尬。接下来，我们将通过《The Go Memory Model》中的具体频道示例来进一步说明，以便大家更好地理解。GoChannel实例在Go语言中提倡不通过共享内存进行通信；相反，通过通信共享内存：不要通过共享内存进行通信；相反，通过通信共享内存。因此，在Go项目中，Channel是一种非常常用的语法。原则上需要注意的是，通道上的发送发生在该通道上相应的接收完成之前。通道关闭发生在接收之前，返回零值，因为通道已关闭。无缓冲通道上的接收发生在该通道上的发送完成之前。在容量为C的信道上，第k次接收发生在信道的第k+C次发送完成之前。接下来，我们将根据这四个原则，一一举例，以供学习和理解。Example1GochannelExample1，你认为输出是什么。如下：varc=make(chanint,10)varastringfuncf(){a="friedfish"(1)c<-0(2)}funcmain(){gof()<-c(3)print(a)(4)}答案是空字符串吗？程序最终的结果是正常输出“炸鱼”，原因如下：(1)happens-before(2)。(4)发生在(3)之后。当然，最后的（1）写变量a的操作必须发生在（4）打印方法之前，所以正确输出了“炸鱼”。可以满足“通道上的发送发生在该通道上相应的接收完成之前”。示例2主要是保证关闭管道时的行为。只需将前面示例中的c<-0替换为close(c)即可生成具有相同行为保证的程序。可以满足“通道的关闭发生在接收之前，因为通道关闭而返回零值”。Example3GochannelExample3，你认为输出会是什么。如下：varc=make(chanint)varastringfuncf(){a="炸鱼入脑"(1)<-c(2)}funcmain(){gof()c<-0(3)print(a)(4)}答案是否为空字符串？程序最终的结果是“炸鱼入脑”正常输出，原因如下：（2）happens-before（3）。(1)发生在(4)之前。可以满足“在该通道的发送完成之前发生无缓冲通道的接收”。如果我们把unbuffered改成make(chanint,1)，即有缓冲的channel，就不能保证“炸鱼入脑”的正常输出了。Example4GochannelExample4，此程序为工作列表中的每个条目启动一个goroutine，但goroutine使用通道进行协调以确保一次最多只运行三个工作函数。代码如下：varlimit=make(chanint,3)funcmain(){for_,w:=rangework{gofunc(wfunc()){limit<-1w()<-limit}(w)}select{}}可以满足“在一个容量为C的信道上，第k次接收发生在该信道第k+C次发送完成之前”。总结在本文中，我们对happens-before原则进行了基本解释。同时结合Go语言中实际的happens-before和happens-after场景进行展示和讲解。其实在日常的开发工作中，happens-before原则已经基本深入到潜意识中，就像设计模式一样。它会在不知不觉中应用，但是如果我们想要进一步学习和理解Go语言等内存模型，就必须对这个基本概念有所了解。你有没有注意到这个问题？欢迎评论和讨论！如有任何问题，欢迎在评论区反馈交流。最好的关系是相互成就。您的好评是创作炸鱼最大的动力。感谢您的支持。文章持续更新中。可以微信搜索【脑补炸鱼】阅读。本文已收录在GitHubgithub.com/eddycjy/blog中。学习Go语言可以看Go学习地图和路线。欢迎星星提醒。参考TheGoMemoryModelGo内存模型&Happen-Before(一)GoLang内存模型Golanghappensbefore&channelGo内存模型
