本文针对Go并发编程中常见的打印错乱问题，提供了一种基于Channel的解决方案。通过将打印操作集中到一个单独的goroutine中处理，避免了多个goroutine同时向标准输出写入数据时产生的竞态条件，从而保证打印结果的完整性和正确性。本文将详细介绍该方案的原理和实现，并提供示例代码供参考。
在Go并发编程中，多个goroutine并发执行时，如果同时向标准输出进行打印操作，可能会出现输出内容错乱的问题。这是因为fmt.Println等打印函数并非原子操作，多个goroutine同时写入标准输出会导致竞态条件，最终导致输出结果的混乱。
问题分析
直接使用互斥锁（Mutex）可以解决这个问题，但如果锁的使用不当，很容易导致死锁等问题，增加代码的复杂性和维护成本。一种更优雅的解决方案是利用Go语言的Channel机制，将所有的打印操作集中到一个单独的goroutine中进行，从而避免竞态条件。
解决方案：基于Channel的打印管理
该方案的核心思想是创建一个专门用于打印的goroutine，其他goroutine需要打印内容时，将数据通过Channel发送给这个打印goroutine，由它负责将数据打印到标准输出。
实现步骤：
- 创建Channel： 创建一个string类型的Channel，用于传递需要打印的字符串。
- 启动打印goroutine： 启动一个goroutine，该goroutine持续监听Channel，接收到字符串后立即打印。
- 发送打印数据： 其他goroutine需要打印数据时，将数据发送到Channel。
- 关闭Channel： 在所有goroutine完成工作后，关闭Channel，通知打印goroutine退出。
示例代码：
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
func main() {
var wg sync.WaitGroup
wg.Add(2) // 2 routines we need to wait for.
stdout := make(chan string)
go routine1(&wg, stdout)
go routine2(&wg, stdout)
go printfunc(stdout)
wg.Wait()
close(stdout)
}
func routine1(wg *sync.WaitGroup, stdout chan<- string) {
defer wg.Done()
stdout <- "first print from 1"
// do stuff
stdout <- "second print from 1"
}
func routine2(wg *sync.WaitGroup, stdout chan<- string) {
defer wg.Done()
stdout <- "first print from 2"
// do stuff
stdout <- "second print from 2"
}
func printfunc(stdout <-chan string) {
for str := range stdout {
fmt.Println(str)
}
}代码解释：
- stdout := make(chan string): 创建一个string类型的Channel。
- go printfunc(stdout): 启动一个打印goroutine，该goroutine接收Channel中的数据并打印。
- routine1 和 routine2: 模拟并发执行的goroutine，它们将需要打印的字符串发送到stdout Channel。
- printfunc: 持续监听stdout Channel，接收到数据后使用fmt.Println打印。
- wg.Wait(): 等待所有goroutine完成工作。
- close(stdout): 关闭Channel，通知printfunc goroutine退出。
注意事项：
- 务必在所有goroutine完成工作后关闭Channel，否则printfunc goroutine会一直阻塞等待数据，导致程序无法退出。
- printfunc函数中使用for str := range stdout 循环，可以自动检测Channel是否关闭，并在Channel关闭后退出循环。
- 该方案适用于需要保证打印顺序的场景。如果对打印顺序没有要求，可以考虑使用带缓冲的Channel，以提高性能。
总结
通过使用Channel将打印操作集中到一个单独的goroutine中处理，可以有效避免Go并发编程中常见的打印错乱问题，提高代码的可靠性和可维护性。这种方法不仅避免了显式使用互斥锁带来的复杂性，还充分利用了Go语言的并发特性，是一种优雅且高效的解决方案。
