第 1 章? 分散式併發原語

1.1?? ?Go 特別適合並發程式設計?? ?

1.2?? ?並發 vs 平行

1.3?? ?阿姆達爾定律：並發程式設計最佳化是有上限的

1.4?? ?Go 並發並不一定最快

1.5?? ?Go 執行時期排程器



第 2 章 互斥鎖 Mutex

2.1?? ?競爭條件與資料競爭

2.2?? ?Mutex 的用法

2.3?? ?檢查程式中的資料競爭

2.4?? ?Mutex 的歷史實現

2.5?? ?Mutex 的使用陷阱

2.6?? ?Mutex 的擴充



第 3 章 讀寫鎖 RWMutex

3.1?? ?讀寫鎖的使用場景

3.2?? ?讀寫鎖的使用方法

3.3?? ?讀寫鎖的實現

3.4?? ?讀寫鎖的使用陷阱

3.5?? ?讀寫鎖的擴充



第 4 章 任務編排好幫手 WaitGroup

4.1?? ?WaitGroup 的使用方法

4.2?? ?WaitGroup 的實現

4.3?? ?WaitGroup 的使用陷阱

4.4?? ?WaitGroup 的擴充

4.5?? ?noCopy：輔助 vet 檢查



第 5 章 條件變數 Cond

5.1?? ?Cond 的使用方法

5.2?? ?Cond 的實現

5.3?? ?Cond 的使用陷阱

5.4 在實際專案中使用 Cond 的例子



第 6 章 單實體化利器 Once

6.1?? ?Once 的使用方法

6.2?? ?Once 的實現

6.3?? ?Once 的使用陷阱



第 7 章 並發 map

7.1?? ?內建map類型

7.2?? ?sync.Map 的使用方法?? ?

7.3?? ?sync.Map 的實現

7.4?? ?分片加鎖：更高效的並發 map

7.5?? ?lock-free map



第 8 章? 池 Pool

8.1?? ?sync.Pool 的使用方法?? ?

8.2?? ?sync.Pool 的實現

8.3?? ?sync.Pool 的使用陷阱?? ?

8.4 連接池

8.5? goroutine/worker 池



第 9 章 不止是上下文：Context

9.1?? ?Context 的發展歷史

9.2?? ?Context 的使用方法

9.3?? ?Context 實戰

9.4? Context 的使用陷阱

9.5? Context 的實現



第 10 章 原子操作

10.1?? ?原子操作的基礎知識?? ?

10.2?? ?原子操作的使用場景

10.3?? ?atomic 提供的函式和類型?? ?

10.4?? ?uber-go/atomic 函式庫

10.5?? ?lock-free 佇列的實現

10.6?? ?原子性和可見性



第 11 章? channel 基礎：另闢蹊徑解決並發問題

11.1? channel 的歷史

11.2?? ?channel 的應用場景?? ?

11.3?? ?channel 的基本用法?? ?

11.4?? ?channel 的實現

11.5?? ?channel 的使用陷阱



第 12 章? channel 的內部實現和陷阱

12.1?? ?使用反射操作 select 和 channel

12.2?? ?channel 的應用場景



第 13 章 Go 記憶體模型

13.1?? ?指令重排和可見性的問題

13.2?? ?sequenced before、synchronized before 和 happens before

13.3?? ?各種同步基本操作的同步保證

13.4?? ?不正確的同步



第 14 章 訊號量 Semaphore

14.1?? ?什麼是訊號量

14.2?? ?訊號量的 channel 實現

14.3?? ?Go 官方的訊號量實現

14.4?? ?使用訊號量的常見錯誤



第 15 章 緩解壓力利器 SingleFlight

15.1?? ?SingleFlight 的實現

15.2?? ?SingleFlight 的使用場景



第 16 章 循環屏障 CyclicBarrier

16.1?? ?CyclicBarrier 的使用場景

16.2?? ?CyclicBarrier 的實現

16.3?? ?使用 CyclicBarrier 的例子



第 17 章 分組操作

17.1?? ?ErrGroup

17.2?? ?其他實用的Group 同步基本操作



第 18 章 限流

18.1?? ?基於權杖桶實現的限流函式庫

18.2?? ?基於漏桶實現的限流函式庫

18.3?? ?分散式限流

?

第 19 章? 分散式併發原語

19.1?? ?Leader 選舉

19.2?? ?鎖 Locker

19.3?? ?互斥鎖 Mutex

19.4?? ?讀寫鎖 RWMutex

19.5?? ?分散式佇列和優先順序佇列

19.6?? ?分散式屏障

19.7?? ?計數型屏障

19.8?? ?軟體事務記憶體



第 20 章 並發模式

20.1?? ?並發模式概述

20.2?? ?半非同步 / 半同步模式

20.3?? ?活動物件模式

20.4?? ?斷路器模式

20.5?? ?截止時間和逾時模式?? ?

20.6?? ?回避模式

20.7?? ?雙重檢查模式

20.8?? ?保護式暫停模式

20.9?? ?核子反應模式

20.10 排程器模式

20.11 反應器模式

20.12 Proactor 模式

20.13 percpu 模式

20.14 多處理程式模式



第 21 章 經典並發問題解析

21.1?? ?哲學家就餐問題

21.2?? ?理髮師問題

21.3?? ?水工廠問題

21.4?? ?fizz buzz 問題

序



　　歷時五年，本書終於和讀者見面了。



　　五年，不長也不短。五年，可以讓我有充足的時間來沉澱、挖掘和整理Go並發相關知識，為讀者呈現一本全面且深入的Go 並發知識的書。五年來，相關的Go 並發知識也在不斷地更新，比如Go 記憶體模型的重新定義、atomic 套件更新，以及互斥鎖和讀寫鎖終於加上了TryLock 方法等，對這些同步基本操作內部的實現也有最佳化，相關的最新變動也都表現在本書中。



　　從2018 年開始，我就有意地整理Go 並發程式設計的知識。2019 年，在GopherChina 大會上做了第一次分享，後來又在滴滴出行做過專門的研討課，再後來，我在「極客時間」上做了一個《Go 並發程式設計實戰課》專欄，大家反映也比較好。



　　其實，我很早就想把「極客時間」上的專欄內容整理出來，再加上這幾年我對Go 並發程式設計的新的理解和總結，把它打造成一本全面且深入的Go 並發程式設計的書。Go 非常適合並發程式設計，學習Go 語言的人感受最深，但是熟練掌握並發程式設計並不是一件簡單的事情，比如知名的Go 生態圈的專案，包括Go 語言本身，也都出現過很多並發程式設計的錯誤。有些書也介紹了Go 標準函式庫的幾個同步基本操作，並簡單介紹了其使用方法，但是讀者覺得不過癮。所以，我很想儘快將這些內容整理成書，但是一拖就是三四年，「忙」是我用來解釋這本書現在才出版的藉口，「遲疑」才是我一拖再拖的原因。



　　我有兩個遲疑的點：一是我一直在思考，當前我整理出來的Go 並發知識是否已經足夠全面？我不想出一本關於Go 並發程式設計的書，只是介紹Go 並發程式設計的部分知識，我想系統地覆蓋Go 並發程式設計的各個方面，讓想學習Go 並發程式設計的讀者看這一本書就足夠了。所以，這幾年我也一直在整理、分析和補充Go 並發程式設計的資料，現在終於到了它「出山」的時候。



　　二是我有點個人化。我期望這本書讀者閱讀起來非常舒服、有條理。多年前我也出過書，這麼多年我也閱讀過很多電腦方面的書。我個人覺得書籍的排版、樣式、插圖、顏色非常影響讀者的讀書興趣，我期望這本書能夠有良好的排版、舒服的字型和間距、漂亮的插圖，並且彩色印刷。我夫人經常嘲笑我這是買櫝還珠，但是我還是期待能夠遇到與我的這種執念一致的「有緣人」，直到看到《Linux 網路內功修煉——徹底了解底層原理及高性能架構》這本書，透過作者彥飛認識了知名的出版策劃人姚新軍老師，一拍即合，本書才得以出版。我個人雖然沒有美術細胞，但是我從讀者的角度希望本書能夠以Gopher 卡通的形象，最好以傳統古典風格設計插圖。我看了相關的插圖和排版，我個人非常喜歡，相信讀者閱讀起來也會覺得妙趣橫生。



　　當然，為避免「金玉其外，敗絮其中」的結局，本書還是致力於好料的介紹，也不枉讀者送我「鳥窩出品，必是好料」的稱號。本書內容經過仔細的設計，有清晰的脈絡可以遵循，內容由淺入深，適合各層次的Go 語言同好學習，甚至買回來當一本工具書備查也是不錯的。



　　本書特色



　　• 全面。本書詳細介紹了Go 標準函式庫中的每一個同步基本操作，並且補充介紹了Go 官方擴充函式庫的同步基本操作，以及很多第三方的並發函式庫。本書還全面介紹了基於etcd 的分散式同步基本操作，讀者在開發分散式程式的時候它很有參考價值。本書還整理了Go 並發模式，讀者可以系統性地了解採用並發模式要解決的問題。



　　• 由淺入深。每個同步基本操作一開始都會介紹其使用場景和基本的使用方法，很多同步基本操作都會介紹其實現，讀者可以深入了解同步基本操作背後的原理。書中有作者多年開發經驗的總結和整理，讓讀者少走彎路。



　　• 實戰。書中包含大量的範例，獨創性地整理了同步基本操作使用陷阱，還專門列出了知名專案如Kubernetes、Docker、gRPC 等專案中出現的並發錯誤，讓讀者切身感受到知名專案的有經驗的Go 程式設計師也會犯的錯。



　　• 獨立。各章之間沒有依賴性，每一章都是獨立的，讀者可以從任意一章開始進行學習。正如「極客時間」的一位讀者所說，課程需要反覆學幾遍才能理解透，所以希望讀者也能勤翻一翻本書，多學習幾遍，把相關知識掌握透徹。



　　目標讀者



　　這是一本專門講解Go並發程式設計的書。雖然本書面對的是Go初級、中級、高級的程式設計師，但還是希望讀者有基本的Go 語言知識，至少要花半天時間先學習一下Go 語言的基本程式設計知識，因為我在一些場合聽到其他語言的程式設計師說半天就可以掌握Go 語言了（當然也可以看看其他程式語言的程式，和其他語言的並發程式設計做一個對比，很多知識都是相通的，可以參考）。



　　任何想使用Go 語言進行程式設計的朋友，無論是在校的學生，還是企業中有志於使用Go 語言程式設計的程式設計師，建議都看一看本書。



　　勘誤與支持



　　由於作者水準有限，書中難免會出現一些錯誤或不準確的地方，懇請讀者們朋友批評指正。



　　大家可以在cpgo.colobu.com 網站上討論、留言，查看勘誤，獲取書中的連結。