4.1 goroutine：輕量並發工作

2026-04-22

goroutine 是 Go 執行並發工作的基本單位。它的核心用途是讓一段函式和目前流程同時進行，但每個 goroutine 都必須有明確的退出條件，否則長時間程式會累積無法回收的背景工作。

本章目標

學完本章後，你將能夠：

用 go 啟動 goroutine
理解 goroutine 和一般函式呼叫的差異
判斷哪些工作適合放進 goroutine
為 goroutine 設計退出條件
避免 goroutine leak

【觀察】go 關鍵字啟動並發工作

go 的核心規則是：在函式呼叫前加上 go，該函式會在新的 goroutine 中執行，呼叫端不會等待它完成。

1func say(message string) {
2    fmt.Println(message)
3}
4
5func main() {
6    go say("background")
7    say("foreground")
8}

這段程式啟動一個背景 goroutine 執行 say("background")，主 goroutine 會繼續執行 say("foreground")。

【判讀】goroutine 需要明確完成保證

goroutine 的生命週期規則是：程式不會因為你啟動了 goroutine 就自動等待它完成。main() 結束時，整個 process 會結束，尚未完成的 goroutine 也會停止。

因此，這段程式可能看不到背景輸出：

1func main() {
2    go fmt.Println("background")
3}

主程式太快結束時，背景 goroutine 可能還沒得到執行機會。

需要等待結果時，應該使用 channel、sync.WaitGroup 或其他同步機制。

【策略】goroutine 適合等待型或獨立型工作

goroutine 使用的核心規則是：只有當工作能和目前流程並發進行，且生命週期可被管理時，才啟動 goroutine。

適合 goroutine 的工作：

工作類型	原因
等待 I/O	等檔案、網路、外部程序時不阻塞主流程
背景 worker	從 channel 收 job 並處理
定時任務	定期清理、同步或掃描
多個獨立請求	可同時發出、再收集結果

等待 I/O 的核心訊號是目前流程會花時間等外部回應，例如讀檔、呼叫 HTTP API、等待資料庫查詢或讀取 socket。這類工作放進 goroutine 後，呼叫端可以繼續處理其他事件，但仍然要用 context 或 channel 管理結果與取消。

背景 worker 的核心訊號是工作來自 queue 或 channel，而且處理時間和 request 生命週期分離。例如使用者送出匯入任務後，server 只先接受任務，後續由 worker 逐筆處理資料。這種 goroutine 通常需要明確的 job channel、錯誤回報與 shutdown 流程。

定時任務的核心訊號是行為按時間觸發，例如每分鐘清理過期 session、同步外部狀態或刷新快取。這類 goroutine 應使用 ticker 搭配 context，讓服務停止時可以一起退出。

多個獨立請求的核心訊號是多個工作彼此沒有順序依賴，例如同時查三個外部 API，最後合併結果。這類 goroutine 的重點是收集結果、限制並發數量，並在其中一個工作失敗時決定是否取消其他工作。

需要先補齊生命週期設計的情境：

只是想讓程式「看起來比較快」
沒有任何退出條件
呼叫端需要結果但沒有同步機制
多個 goroutine 會同時修改共享資料但沒有保護

【執行】用 WaitGroup 等待一組工作

sync.WaitGroup 的核心用途是等待一組 goroutine 完成。

 1func main() {
 2    var wg sync.WaitGroup
 3
 4    for i := 0; i < 3; i++ {
 5        wg.Add(1)
 6        go func(id int) {
 7            defer wg.Done()
 8            fmt.Println("worker", id)
 9        }(i)
10    }
11
12    wg.Wait()
13}

這段程式有三個關鍵：

動作	意義
`wg.Add(1)`	增加一個待完成工作
`defer wg.Done()`	goroutine 結束時標記完成
`wg.Wait()`	等待所有工作完成

id 作為參數傳入 goroutine，可以避免 loop 變數捕捉造成混淆。

長時間 goroutine 要能停止

長時間 goroutine 的核心規則是：迴圈中必須等待取消訊號或輸入 channel 關閉。

 1func worker(ctx context.Context, jobs <-chan Job) {
 2    for {
 3        select {
 4        case <-ctx.Done():
 5            return
 6        case job, ok := <-jobs:
 7            if !ok {
 8                return
 9            }
10            handle(job)
11        }
12    }
13}

這個 worker 不會無限卡住；上層取消 context 或關閉 jobs channel，它都會退出。

設計檢查

需要結果時要有等待機制

需要結果或完成保證時，goroutine 應搭配 channel 或 WaitGroup。go doWork() 只負責啟動工作，結果收集與完成等待需要另外設計。

錯誤要有回報路徑

goroutine 裡的錯誤需要明確回報路徑。需要錯誤結果時，用 channel 傳回：

1errCh := make(chan error, 1)
2go func() {
3    errCh <- doWork()
4}()
5
6if err := <-errCh; err != nil {
7    return err
8}

長時間工作要有退出條件

長時間 worker 至少要監聽 context 或 channel close。永遠 for {} 會讓 goroutine 生命週期失去 owner，服務停止時也難以清理。

#go #concurrency #goroutine