Go内存模型&Happen-Before（一）

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一、前言

Go语言的内存模型规定了一个goroutine可以看到另外一个goroutine修改同一个变量的值的条件，这类似java内存模型中内存可见性问题。

当多个goroutine并发同时存取同一个数据时候必须把并发的存取的操作顺序化，在go中可以实现操作顺序化的工具有高级的通道（channel）通信和同步原语比如sync包中的Mutex(互斥锁)、RWMutex(读写锁)或者和sync/atomic中的原子操作。

二、Happens Before原则

当程序里面只有一个goroutine时候，虽然编译器和CPU由于开启了优化功能可能调整读写操作的顺序，但是这个调整是不会影响程序的执行正确性:

a := 1//1
b := 2//2
c := a + b //3
...

如上代码由于编译器和cpu的优化,实际运行时候可能代码（2）先运行，然后代码（1）后执行，但是由于代码（3）依赖代码（1）和代码（2）创建的变量，所以代码（1）和（2）不会被放到代码（3）后运行，也就是说编译器和CPU在不改变程序正确性的前提下才会对指令进行重排序，所以上面代码在单一goroutine时候并不会存在问题，也就是在单一goroutine 中Happens Before所要表达的顺序就是程序执行的顺序。

但是在多个goroutine时候就可能存在问题，比如下面代码：

   //变量b初始化为0
    var b int 

    //goroutine A
    go func() {
        a := 1     //1
        b := 2     //2
        c := a + b //3
    }()

    //goroutine B
    go func() {
        if 2 == b {//4
            fmt.Println(a)//5
        }
    }()

如上代码变量b是一个全局变量，初始化为0值
下面开启了两个goroutine，假设goroutine B有机会输出值时候，那么它可能输出的值是多少那？其实可能是0也可能是1，输出1大家可能会感到很直观，那么为何会输出0 了？
这是因为编译器或者CPU可能会对goroutine A中的指令做重排序，可能先执行了代码（2），然后在执行了代码（1）。假设当goroutine A执行代码（2）后，调度器调度了goroutine B执行，则goroutine B这时候会输出0。

为了保证多goroutine下读取共享数据的正确性，go中引入happens before原则，即在go程序中定义了多个内存操作执行的一种偏序关系。如果操作e1先于e2发生，我们说e2 happens after e1,如果e1操作既不先于e2发生又不晚于e2发生，我们说e1操作与e2操作并发发生。

在单一goroutine 中Happens Before所要表达的顺序就是程序执行的顺序，happens before原则指出在单一goroutine 中当满足下面条件时候，对一个变量的写操作w1对读操作r1可见：