Golang l&agrave; một ng&ocirc;n ngữ lập tr&igrave;nh m&atilde; nguồn mở bao gồm nhiều t&iacute;nh năng như thư viện chuẩn, quản l&yacute; g&oacute;i, nhập kiểu tĩnh, hỗ trợ kiểm thử v&agrave; nền tảng độc lập . Golang l&agrave; một trong những ng&ocirc;n ngữ kh&aacute; được ưa chuộng gần đ&acirc;y v&agrave; c&oacute; nhu cầu sử dụng cao trong lập tr&igrave;nh. Kh&oacute;a học n&agrave;y TEK4.VN sẽ cung cấp c&aacute;c kh&aacute;i niệm cơ bản v&agrave; n&acirc;ng cao về Golang, v&iacute; dụ xử l&yacute; ngoại lệ, mạng v&agrave; tạo mẫu. Trong kh&oacute;a học n&agrave;y, bạn cũng sẽ học c&aacute;c kh&aacute;i niệm cốt l&otilde;i về t&iacute;nh đồng thời. Bạn cũng sẽ được cung cấp c&aacute;c c&acirc;u hỏi v&agrave; b&agrave;i tập gi&uacute;p luyện tập kỹ năng tư duy phản biện v&agrave; giải quyết vấn đề sử dụng Golang. Sau khi ho&agrave;n th&agrave;nh kh&oacute;a học, bạn c&oacute; thể sử dụng Golang để viết c&aacute;c ứng dụng hiệu quả v&agrave; thực tế sử dụng t&iacute;nh đồng thời.
<h3 style="text-align: justify;">Mục ti&ecirc;u</h3>
<ul style="text-align: justify;">
<li style="font-weight: 400;" aria-level="1">Học c&aacute;c kh&aacute;i niệm cơ bản của Golang</li>
<li style="font-weight: 400;" aria-level="1">Học về t&iacute;nh đồng thời v&agrave; c&aacute;c khối kiến thức x&acirc;y dựng li&ecirc;n quan đến t&iacute;nh đồng thời</li>
<li style="font-weight: 400;" aria-level="1">Học c&aacute;ch x&acirc;y dựng một ứng dụng web ho&agrave;n chỉnh bằng Golang</li>
</ul>

Golang từ cơ bản đến nâng cao

<h2 style="text-align: justify;">Đặt vấn đề</h2>
Trong c&aacute;c chương tr&igrave;nh phức tạp, c&aacute;c phần kh&aacute;c nhau của ứng dụng c&oacute; thể được thực thi c&ugrave;ng l&uacute;c (hoặc đồng thời theo từ điển kỹ thuật), thường bằng c&aacute;ch thực thi từng phần của chương tr&igrave;nh tr&ecirc;n một luồng kh&aacute;c nhau của hệ điều h&agrave;nh. Khi những phần kh&aacute;c nhau chia sẻ v&agrave; l&agrave;m việc với c&aacute;c biến chung th&igrave; nhiều t&igrave;nh huống c&oacute; thể xảy ra. Thứ tự cập nhật c&aacute;c biến chung kh&ocirc;ng thể dự đo&aacute;n trước v&agrave; do đ&oacute; gi&aacute; trị của ch&uacute;ng cũng kh&ocirc;ng thể đo&aacute;n trước được! Đ&acirc;y thường được gọi l&agrave; race condition. T&igrave;nh trạng n&agrave;y xảy ra khi c&aacute;c luồng đua nhau để thay đổi gi&aacute; trị của c&aacute;c biến chung. Điều n&agrave;y kh&ocirc;ng được chấp nhận trong một chương tr&igrave;nh hoạt động hiệu quả, vậy l&agrave;m thế n&agrave;o để giải quyết vấn đề n&agrave;y?
Phương ph&aacute;p cổ điển để giải quyết vấn đề l&agrave; chỉ cho ph&eacute;p một luồng thay đổi biến chung tại một thời điểm: khối lệnh chứa biến được thay đổi (gọi l&agrave; critical section - phần cần bảo vệ) bị kh&oacute;a khi một luồng bắt đầu thực thi, v&igrave; vậy kh&ocirc;ng c&oacute; luồng kh&aacute;c n&agrave;o c&oacute; thể bắt đầu khối lệnh đ&oacute;. Chỉ khi luồng đang thực thi đ&atilde; chạy xong khối lệnh cần bảo vệ th&igrave; chương tr&igrave;nh mới mở kh&oacute;a để cho luồng kh&aacute;c c&oacute; thể truy cập v&agrave;o khối lệnh đ&oacute;.
<img style="width: 600px; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://tek4.vn/public_files/883399e1-cae5-4274-90bc-14411c073113" alt="co-che-khoa-luong-va-dong-bo-package" />
Cụ thể, kiểu dữ liệu map kh&ocirc;ng c&oacute; bất kỳ cơ chế kh&oacute;a nội bộ n&agrave;o để đạt được hiệu ứng n&agrave;y (v&igrave; l&yacute; do hiệu suất); do đ&oacute; người ta n&oacute;i rằng map kh&ocirc;ng an to&agrave;n đối với luồng. V&igrave; vậy, c&aacute;c truy cập đồng thời v&agrave;o một map chung c&oacute; thể l&agrave;m hỏng dữ liệu của map.
<h2 style="text-align: justify;">Giải ph&aacute;p của Go</h2>
Trong Go, cơ chế kh&oacute;a luồng được triển khai th&ocirc;ng qua biến <code>Mutex</code> trong g&oacute;i <code>sync</code>. <code>sync</code> l&agrave; viết tắt của synchronized - đồng bộ h&oacute;a, c&oacute; nghĩa l&agrave; c&aacute;c luồng được đồng bộ h&oacute;a để cập nhật c&aacute;c biến một c&aacute;ch c&oacute; trật tự. <code>sync.Mutex</code> l&agrave; một cơ chế kh&oacute;a tr&aacute;nh xung đột, nghĩa l&agrave; n&oacute; kh&oacute;a phần cần bảo vệ để chỉ một luồng c&oacute; thể truy cập v&agrave;o phần đ&oacute; tại một thời điểm. Nếu <code>Info</code> l&agrave; một biến bộ nhớ chung cần được bảo vệ th&igrave; một phương ph&aacute;p điển h&igrave;nh l&agrave; sử dụng <code>mutex</code> như sau:
<pre class="language-go" data-content="import%20%22sync%22%0Atype%20Info%20struct%20%7B%0A%C2%A0%C2%A0mu%20sync.Mutex%0A%C2%A0%C2%A0%2F%2F%20...%20other%20fields%2C%20e.g.%3A%0A%C2%A0%C2%A0Str%20string%0A%7D" data-language="go" data-ace-language="golang" data-name-language="GoLang" data-main-file="main.go"><code>import "sync"
type Info struct {
 mu sync.Mutex
 // ... other fields, e.g.:
 Str string
}</code></pre>
Một h&agrave;m phải thay đổi biến n&agrave;y c&oacute; thể được viết như sau:
<pre class="language-go" data-content="func%20Update(info%20*Info)%20%7B%0A%C2%A0%C2%A0info.mu.Lock()%0A%C2%A0%C2%A0%2F%2F%20critical%20section%3A%0A%C2%A0%C2%A0info.Str%20%3D%20%2F%2F%20new%20value%0A%C2%A0%C2%A0%2F%2F%20end%20critical%20section%0A%C2%A0%C2%A0info.mu.Unlock()%0A%7D" data-language="go" data-ace-language="golang" data-name-language="GoLang" data-main-file="main.go"><code>func Update(info *Info) {
 info.mu.Lock()
 // critical section:
 info.Str = // new value
 // end critical section
 info.mu.Unlock()
}</code></pre>
Một v&iacute; dụ minh họa t&iacute;nh hữu &iacute;ch của cơ chế n&agrave;y l&agrave; một bộ đệm chung cần phải kh&oacute;a trước khi cập nhật <code>SyncedBuffer</code>:
<pre class="language-go" data-content="type%20SyncedBuffer%20struct%7B%0Alock%20sync.Mutex%0Abuffer%20bytes.Buffer%0A%7D" data-language="go" data-ace-language="golang" data-name-language="GoLang" data-main-file="main.go"><code>type SyncedBuffer struct{
lock sync.Mutex
buffer bytes.Buffer
}</code></pre>
G&oacute;i <code>sync</code> cũng c&oacute; <code>RWMutex</code>: một kh&oacute;a cho ph&eacute;p nhiều luồng đọc dữ liệu đồng thời từ t&agrave;i nguy&ecirc;n chung bằng c&aacute;ch sử dụng <code>RLock()</code>. Tuy nhi&ecirc;n, n&oacute; chỉ cho ph&eacute;p một luồng ghi c&oacute; thể sửa đổi dữ liệu đ&oacute; bằng c&aacute;ch sử dụng <code>Lock()</code>, giống như <code>Mutex</code> b&igrave;nh thường. N&oacute; cũng chứa một h&agrave;m tiện &iacute;ch l&agrave; <code>once.Do(call)</code>, trong đ&oacute; <code>once</code> l&agrave; một biến c&oacute; kiểu Once, đảm bảo rằng h&agrave;m gọi sẽ chỉ được gọi một lần bất kể c&oacute; bao nhi&ecirc;u <code>once.Do(call)(s)</code> đi chăng nữa.
Đối với c&aacute;c t&igrave;nh huống đơn giản, việc sử dụng cơ chế kh&oacute;a luồng th&ocirc;ng qua g&oacute;i <code>sync</code> (chỉ cho một luồng c&oacute; thể truy cập v&agrave;o biến hoặc map tại một thời điểm) sẽ khắc phục vấn đề n&agrave;y. Nếu c&aacute;ch n&agrave;y l&agrave;m chậm chương tr&igrave;nh qu&aacute; nhiều hoặc g&acirc;y ra c&aacute;c vấn đề kh&aacute;c, bạn c&oacute; thể c&acirc;n nhắc giải ph&aacute;p kh&aacute;c với goroutine v&agrave; k&ecirc;nh: đ&acirc;y l&agrave; c&ocirc;ng nghệ được đề xuất bởi Go để viết c&aacute;c ứng dụng đồng thời. Ch&uacute;ng ta sẽ đi s&acirc;u hơn v&agrave;o chủ đề n&agrave;y trong Chương 12.

Cơ chế khóa luồng và đồng bộ Package