并发是同时发生多个计算或事件的能力。并发通常通过同时执行多个任务或进程来实现，这些任务或进程共享相同的资源（例如内存或处理器）。并发使用的基本机制被称为锁。在Go语言中，锁是一个类型变量，它包含一个内部计数器，用于跟踪已获取的锁的数量。当一个goroutine获取一个锁时，它会将计数器增加一；当一个goroutine释放一个锁时，它会将计数器减少一。
同步原语是一组特殊的变量或类型，用于在并发程序中协调goroutine之间的通信和同步。Go语言中提供了丰富的同步原语，包括互斥锁（mutex）、读写锁（RWMutex）、等待组（WaitGroup）、一次性锁（Once）、条件变量（Cond）、错误组（ErrGroup）、信号量（Semaphore）和单次调用（SingleFlight）。
ErrGroup是一个同步原语，它允许一组goroutine并发地执行任务，并收集所有goroutine执行过程中发生的错误。ErrGroup包含一个内部错误列表，当任何一个goroutine在执行任务时发生错误，该错误将被添加到错误列表中。ErrGroup还提供了一个Wait方法，该方法将阻塞当前goroutine，直到所有goroutine都完成执行任务，或者发生错误。
package main
import (
"context"
"fmt"
"sync"
)
func main() {
// 创建一个错误组
var eg sync.ErrGroup
// 创建三个goroutine来并发地执行任务
for i := 0; i < 3; i++ {
i := i
eg.Go(func() error {
// 模拟任务执行
if i == 2 {
return fmt.Errorf("error occurred in goroutine %d", i)
}
return nil
})
}
// 等待所有goroutine完成执行任务
if err := eg.Wait(); err != nil {
fmt.Println(err) // 输出：error occurred in goroutine 2
}
}
在这个示例中，我们使用ErrGroup来收集三个goroutine执行过程中发生的错误。如果任何一个goroutine在执行任务时发生错误，该错误将被添加到错误列表中，并最终在Wait方法中被打印出来。
Semaphore是一个同步原语，它用于限制可以同时访问共享资源的goroutine数量。Semaphore包含一个内部计数器，该计数器表示可用的资源数量。当一个goroutine需要访问共享资源时，它必须先获取Semaphore，如果Semaphore的计数器大于0，则该goroutine可以访问共享资源，否则该goroutine将被阻塞，直到Semaphore的计数器大于0。当一个goroutine不再需要访问共享资源时，它必须释放Semaphore，以允许其他goroutine访问共享资源。
package main
import (
"context"
"fmt"
"sync"
)
func main() {
// 创建一个信号量，限制同时可以访问共享资源的goroutine数量为2
sem := make(chan struct{}, 2)
// 创建三个goroutine来并发地访问共享资源
for i := 0; i < 3; i++ {
i := i
go func() {
// 获取信号量
sem <- struct{}{}
// 模拟访问共享资源
fmt.Println("Goroutine", i, "is accessing the shared resource.")
time.Sleep(1 * time.Second)
// 释放信号量
<-sem
}()
}
// 等待所有goroutine完成
time.Sleep(3 * time.Second)
}
在这个示例中，我们使用Semaphore来限制同时可以访问共享资源的goroutine数量为2。当一个goroutine需要访问共享资源时，它必须先获取Semaphore，如果Semaphore的计数器大于0，则该goroutine可以访问共享资源，否则该goroutine将被阻塞，直到Semaphore的计数器大于0。
SingleFlight是一个同步原语，它确保某个操作只会被执行一次。SingleFlight包含一个内部映射，该映射将操作的key映射到操作的结果。当一个goroutine需要执行某个操作时，它必须先检查SingleFlight的内部映射中是否已经存在该操作的结果。如果存在，则该goroutine直接返回该结果，否则该goroutine将执行该操作，并将结果存储在SingleFlight的内部映射中，以便其他goroutine可以直接返回该结果。
package main
import (
"context"
"fmt"
"sync"
)
var sf sync.SingleFlight
func main() {
// 定义一个需要执行的操作
fn := func() (int, error) {
// 模拟执行操作
return 100, nil
}
// 并发地执行该操作10次
for i := 0; i < 10; i++ {
go func() {
// 获取操作的结果
result, err := sf.Do("key", fn)
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
fmt.Println("Result:", result)
}()
}
// 等待所有goroutine完成
time.Sleep(1 * time.Second)
}
在这个示例中，我们使用SingleFlight来确保fn函数只会被执行一次。当一个goroutine需要执行fn函数时，它必须先检查SingleFlight的内部映射中是否已经存在fn函数的结果。如果存在，则该goroutine直接返回该结果，否则该goroutine将执行fn函数，并将结果存储在SingleFlight的内部映射中，以便其他goroutine可以直接返回该结果。