Golang并发编程：经典问题解析和策略优化

Go语言设计之初便将并发编程支持设计在了语言层面，使得Go语言处理高并发场景的性能表现十分优秀。但是，并发编程也是比较难掌握和理解的，因此在实际开发中，我们可能会遇到一些经典的并发问题。本篇文章将会讲解这些问题以及如何进行策略优化。

1. 竞态条件

竞态条件是指多个线程（goroutine）访问共享资源的执行次序不确定，最终的结果是受到多个线程执行时序的影响的。在Golang中，使用mutex可以解决竞态条件问题。

```go
import "sync"

var mutex = &sync.Mutex{}

func main() {
    mutex.Lock()
    // critical section
    mutex.Unlock()
}
```

2. 死锁

死锁是指两个或两个以上的线程（goroutine）彼此等待对方释放资源而导致的一种阻塞现象。引起死锁的原因一般是程序逻辑中存在循环等待的情况，而解决死锁问题最简单的方法就是避免循环等待。

```go
type ChopStick struct {
    sync.Mutex
}

type Philosopher struct {
    leftCS, rightCS *ChopStick
}

func (p *Philosopher) eat() {
    for {
        p.leftCS.Lock()
        p.rightCS.Lock()
        //critical section
        p.leftCS.Unlock()
        p.rightCS.Unlock()
    }
}

func main() {
    chopsticks := make([]*ChopStick, 5)
    for i := 0; i < 5; i++ {
        chopsticks[i] = &ChopStick{}
    }

    philosophers := make([]*Philosopher, 5)
    for i := 0; i < 5; i++ {
        philosophers[i] = &Philosopher{chopsticks[i], chopsticks[(i+1)%5]}
    }

    for i := 0; i < 5; i++ {
        go philosophers[i].eat()
    }
}
```

在以上代码中，我们先声明了一个ChopStick类型和一个Philosopher类型，然后定义每位哲学家的左右手筷子，最后并发启动每位哲学家的eat()方法。但是，这个代码存在死锁的问题，因为最后一位哲学家的左右手筷子都已被其他哲学家拿走，他无法获得两只筷子进行进餐。这个死锁可以通过改变哲学家拿筷子的先后顺序来避免。

3. 资源耗尽

资源耗尽是指并发程序使用系统资源过量，导致系统无法承载更多的线程（goroutine）运行的情况。我们可以通过限制线程池的大小和调整代码逻辑优化资源占用。

```go
import (
    "time"
)

func worker(id int, jobs <-chan int, results chan<- int) {
    for j := range jobs {
        time.Sleep(time.Second)
        fmt.Println("worker", id, "started  job", j)
        results <- j * 2
        fmt.Println("worker", id, "finished job", j)
    }
}

func main() {
    jobs := make(chan int, 100)
    results := make(chan int, 100)

    for w := 1; w <= 3; w++ {
        go worker(w, jobs, results)
    }

    for j := 1; j <= 9; j++ {
        jobs <- j
    }
    close(jobs)

    for a := 1; a <= 9; a++ {
        <-results
    }
}
```

在以上代码中，我们定义了一个worker()函数模拟对任务进行处理，jobs和results两个channel用于分别存储任务和处理结果。但是，如果我们的任务数过多，那么系统将会出现资源耗尽的问题，因此我们可以通过调整channel的大小和增加worker数量的方式优化程序的资源占用。

本篇文章介绍了三种并发编程中经典的问题以及对应的解决策略，这些策略在实际开发中非常实用，需要开发者掌握并学会在实践中灵活运用。