内容
竞态问题可能程序员面临的最困难和最隐蔽的错误之一。作为 Go 开发者，必须理解数据竞争和竞态条件等关键方面，包括它们可能产生的影响以及如何避免。接下来将首先讨论数据竞争与竞态条件的区别，然后研究 Go 内存模型及其重要性。
数据竞争与竞态条件
让我们首先关注数据竞赛。当两个或多个 goroutine 同时访问同一内存位置并且至少有一个正在写入时，就会发生数据争用。下面是一个示例，其中两个 goroutine 递增一个共享变量：
i := 0
go func() {i++
}()
go func() {i++
}()
如果我们使用 Go 语言的竞态检测工具（通过 -race 选项）来运行相关代码，该工具会警告我们出现了数据竞争的问题。
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WARNING: DATA RACE
Write at 0x00c00008e000 by goroutine 7:main.main.func2()
Previous write at 0x00c00008e000 by goroutine 6:main.main.func1()
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最终的结果也是不可预测的，有时可能是1，有时可能是2。
这段代码存在什么问题？ i++ 语句可以分解为三个操作。
- 读取i,
- 对个值进行加，
- 将值写会i.
假设在某种情况下，第一个 goroutine 在第二个 goroutine 之前执行并完成，接下来将会说明发生的事情。
第一个 goroutine 读取 i 的值，将其递增，并将结果 1 写回 i。然后第二个 goroutine 执行相同的操作，但它开始时 i 的值为 1，最终将结果 2 写回 i。
然而，不能保证第一个 goroutine 会在第二个 goroutine 之前开始或完成，还可能出现两个 goroutine 交叉并发执行、竞争访问共享变量 i 的情况，并提出接下来要介绍另一种可能的场景。
首先，两个 goroutine 都从 i 读取到值 0，然后都将其递增并把本地计算结果 1 写回，导致结果不是预期的。这可能就是数据竞争产生的影响，当两个 goroutine 同时访问同一内存位置且至少有一个进行写入时，结果可能是危险的，在某些情况下，该内存位置最终可能会保存一个无意义的位组合值。
接下来，我们来看一下，可以通过哪些技术手段来避免数据竞争的发生。
第一种方法是使递增操作具有原子性(atomic)，即在单个操作中完成，以防止并发操作相互干扰。
即使第二个 goroutine 在第一个之前运行，结果仍然是 2。
原子操作在 Go 语言中可以使用 sync/atomic 包，这是一个我们如何以原子方式递增 int64 的示例：
var i int64go func() {atomic.AddInt64(&i, 1)
}()
go func() {atomic.AddInt64(&i, 1)
}()
sync/atomic包中提供了 int32, int64, uint32, and uint64原子操作，但是没有提供int的原子操作。
sync/atomic包仅适用于特定类型，如果涉及到切片、映射和结构体等类型，就不能依赖sync/atomic
另一种防止数据竞争的选项，即使用像互斥锁（Mutex）这样的特定数据结构来同步两个 goroutine。互斥锁的作用是实现互斥访问，确保最多只有一个 goroutine 可以访问所谓的临界区。下边i++就是临界区，通过mutex来保证，无论goroutine的顺序如何，最终的结果都是2。
i := 0
mutex := sync.Mutex{}
go func() {mutex.Lock()i++mutex.Unlock()
}()
go func() {mutex.Lock()i++mutex.Unlock()
}()
另一种防止数据竞争的方式，即避免共享相同的内存位置，而是在 goroutine 之间进行通信。例如，创建一个通道，每个 goroutine 都使用该通道来产生递增的值。
i := 0
ch := make(chan int)
go func() {ch <- 1
}()
go func() {ch <- 1
}()
i += <-ch
i += <-chfmt.Println(i)
每个goroutine通过channel发送一个通知，将i增加1，父goroutine收到信号后，将i的值增加1，这样就避免了数据竞争。
上文小结，关于避免数据竞争的常用操作：
- 使用atomic操作：通过原子性的操作来确保对共享数据的并发访问是安全的。
- 使用互斥锁(mutex)保护临界区：确保在同一时间只有一个
goroutine可以访问被保护的临界区（包含对共享数据的操作）。 - 使用channel通信：利用channel进行
goroutine之间的通信，保证只有一个goroutine对特定变量进行更新操作。
有了对上述内容的了解，是否意味着，所有的没有数据竞争的程序结果都是符合预期的了。来看下一段程序：
i := 0
mutex := sync.Mutex{}
go func() {mutex.Lock()defer mutex.Unlock()i = 1
}()
go func() {mutex.Lock()defer mutex.Unlock()i = 2
}()
这段代码通过mutex避免了同一刻访问相同的内存资源，所以没有数据竞争，那么是否意味这个结果一定是2？答案是否定的，该程序强依赖于两个goroutine执行的先后顺序，这就是竟态条件。**「竞态条件」**是指行为取决于无法控制的事件的序列或时间，在这里事件的时间是 goroutine 的执行顺序。如果要保证特定的执行顺序，可通过channel进行解决。同时也就不需要互斥锁了。
内容小结：
数据竞争是多个 goroutine 同时访问同一内存位置且至少有一个进行写入操作；数据竞争会导致意外行为。没有数据竞争的应用程序不一定有确定的结果，当应用程序没有数据竞争，但行为取决于不可控事件（如 goroutine 执行顺序、消息发布到通道的速度、数据库调用持续时间等）时，就存在竞态条件。
go的内存模型
- 创建先于执行。
创建一个 goroutine 的操作先于该 goroutine 的执行开始。因此，读取一个变量，然后启动一个新的 goroutine 对该变量进行写入，不会导致数据竞争。
i := 0
go func() {i++
}()
- 退出不保证顺序
不能保证一个 goroutine 的退出先于任何事件发生。因此，下面的示例存在数据竞争。
i := 0
go func() {i++
}()
fmt.Println(i)
- 发送优先于接收
在通道上的发送操作先于相应的从该通道接收操作的完成而发生。在接下来的示例中，一个父 goroutine 在发送之前先递增一个变量，而另一个 goroutine 在通道接收之后读取该变量。
i := 0
ch := make(chan struct{})
go func() {<-chfmt.Println(i)
}()
i++
ch <- struct{}{}
- 关闭优先于关闭信息的接收
如果 goroutine A 关闭了一个通道，之后 goroutine B 从该通道接收数据，那么 goroutine A 关闭通道这一事件在顺序上先于 goroutine B 对通道关闭的感知和相应的接收操作。
i := 0
ch := make(chan struct{})
go func() {<-chfmt.Println(i)
}()
i++
close(ch)
- 有缓冲区的发送依赖于接收
父协程发送完数据，然后读取变量i，同时子协程同时写入变量i，然后接收channel中的信息，这里是有数据竞争的。
i := 0
ch := make(chan struct{}, 1)
go func() {i = 1<-ch
}()
ch <- struct{}{}
fmt.Println(i)
如果我们需要保证顺序的话，可以改为无缓冲区的channel。
i := 0ch := make(chan struct{})go func() {i = 1<-ch}()ch <- struct{}{}fmt.Println(i)
