本文将围绕 Go 语言并发打印中遇到的问题展开，并提供一种使用 Channel 的解决方案。正如摘要所说，并发打印可能导致输出错乱，这是由于打印操作并非原子操作，多个 Goroutine 同时进行打印时会发生竞态条件。传统的互斥锁（Mutex）虽然可以解决这个问题，但使用不当容易导致死锁。本文将介绍一种更简洁、更符合 Go 语言特性的方法：使用 Channel。
使用 Channel 实现线程安全的打印
Channel 是 Go 语言中用于 Goroutine 之间通信的管道。通过 Channel，我们可以将需要打印的数据传递给一个专门负责打印的 Goroutine，从而避免多个 Goroutine 直接进行打印操作。
以下是一个示例代码，演示了如何使用 Channel 实现线程安全的打印：
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
func main() {
var wg sync.WaitGroup
wg.Add(2) // 需要等待的 Goroutine 数量
stdout := make(chan string) // 创建一个 string 类型的 Channel
go routine1(&wg, stdout)
go routine2(&wg, stdout)
go printfunc(stdout)
wg.Wait() // 等待所有 Goroutine 完成
close(stdout) // 关闭 Channel，通知 printfunc 结束
}
func routine1(wg *sync.WaitGroup, stdout chan<- string) {
defer wg.Done()
stdout <- "first print from 1" // 将字符串发送到 Channel
// do stuff
stdout <- "second print from 1" // 将字符串发送到 Channel
}
func routine2(wg *sync.WaitGroup, stdout chan<- string) {
defer wg.Done()
stdout <- "first print from 2" // 将字符串发送到 Channel
// do stuff
stdout <- "second print from 2" // 将字符串发送到 Channel
}
func printfunc(stdout <-chan string) {
for str := range stdout { // 从 Channel 接收数据
fmt.Println(str) // 打印接收到的字符串
}
}代码解释：
-
main 函数：
- 使用 sync.WaitGroup 来等待所有的 Goroutine 完成。
- 创建了一个 string 类型的 Channel stdout，用于传递需要打印的字符串。
- 启动 routine1、routine2 和 printfunc 三个 Goroutine。
- 调用 wg.Wait() 等待 routine1 和 routine2 完成。
- 最后，关闭 stdout Channel，通知 printfunc Goroutine 结束。
-
routine1 和 routine2 函数：
- 模拟两个并发执行的 Goroutine，它们分别向 stdout Channel 发送需要打印的字符串。
- defer wg.Done() 确保在 Goroutine 结束时调用 wg.Done()，通知 sync.WaitGroup。
-
printfunc 函数：
- 这是一个专门负责打印的 Goroutine。
- 它使用 for str := range stdout 循环从 stdout Channel 接收字符串。
- 接收到字符串后，调用 fmt.Println(str) 打印字符串。
- 当 stdout Channel 关闭时，循环会自动结束。
运行结果：
first print from 1 first print from 2 second print from 1 second print from 2
注意事项：
- 在 main 函数中，需要使用 close(stdout) 关闭 Channel。如果不关闭 Channel，printfunc Goroutine 将会一直阻塞，导致程序无法正常结束。
- printfunc 函数中使用 for str := range stdout 循环来接收数据。当 Channel 关闭时，该循环会自动结束。
总结
通过使用 Channel，我们可以将打印操作放入独立的 Goroutine 中，利用 Channel 进行数据传递，避免了竞态条件，保证了打印输出的完整性和正确性。这种方法不仅简洁易懂，而且更符合 Go 语言的并发编程思想。相比于使用互斥锁，使用 Channel 可以更好地避免死锁等问题，提高程序的健壮性和可靠性。在 Go 语言并发编程中，合理利用 Channel 可以解决很多并发问题，提高程序的性能和可维护性。
