Quali sono i modelli di concorrenza comuni in Go?

Question

Accepted Answer

Le goroutine e i channel di Go abilitano una serie di **modelli di concorrenza** ben consolidati che risolvono problemi comuni — distribuzione del lavoro, fan-out/fan-in, pipeline e rate limiting. Conoscere questi modelli idiomatici ti permette di costruire sistemi concorrenti corretti ed efficienti.

## Perché è importante

```go
func workerPool(jobs <-chan int, results chan<- int, numWorkers int) {
    var wg sync.WaitGroup
    for w := 0; w < numWorkers; w++ {     // a FIXED number of workers
        wg.Add(1)
        go func() {
            defer wg.Done()
            for job := range jobs {        // each worker pulls jobs until the channel closes
                results <- process(job)
            }
        }()
    }
    wg.Wait()
    close(results)
}
```

Un **worker pool** esegue un numero fisso di goroutine che consumano da un channel condiviso di job — delimitando la concorrenza (ad es. non aprire 10.000 connessioni DB; usa 10 worker). Questo è il modello più importante per controllare l'utilizzo delle risorse.

## Fan-out / fan-in

```text
Fan-out: distribute work across MULTIPLE goroutines (parallelize)
Fan-in:  MERGE results from multiple goroutines back into one channel
```

```go
// fan-in: merge several channels into one
func merge(channels ...<-chan int) <-chan int {
    out := make(chan int)
    var wg sync.WaitGroup
    for _, ch := range channels {
        wg.Add(1)
        go func(c <-chan int) {
            defer wg.Done()
            for v := range c { out <- v }   // forward each channel's values to out
        }(ch)
    }
    go func() { wg.Wait(); close(out) }()    // close out when all sources are drained
    return out
}
```

## Pipeline — stadi connessi da channel

```go
// each stage is a goroutine: receives from an input channel, sends to an output channel
func generate(nums ...int) <-chan int {
    out := make(chan int)
    go func() { for _, n := range nums { out <- n }; close(out) }()
    return out
}
func square(in <-chan int) <-chan int {
    out := make(chan int)
    go func() { for n := range in { out <- n * n }; close(out) }()
    return out
}
// compose: square(generate(1,2,3)) → a streaming pipeline
for result := range square(generate(1, 2, 3)) { fmt.Println(result) }
```

Una **pipeline** concatena stadi di elaborazione tramite channel — i dati fluiscono attraverso, ogni stadio li trasforma concorrentemente.

## Rate limiting

```go
limiter := time.Tick(200 * time.Millisecond)   // a tick every 200ms
for req := range requests {
    <-limiter                                    // wait for the next tick before proceeding
    go handle(req)                                // → at most 5 requests/second
}
```

## Cancellazione con context (trasversale)

```go
select {
case result := <-work:
case <-ctx.Done():    return   // stop on cancellation — prevents leaks
}
```

## Perché è importante

Questi modelli di concorrenza sono il toolkit pratico per costruire veri sistemi concorrenti in Go, trasformando goroutine e channel grezzi in soluzioni strutturate e corrette a problemi ricorrenti.

Il **worker pool** è particolarmente importante — delimita la concorrenza per proteggere risorse limitate (connessioni database, limiti di rate API, memoria), prevenendo l'errore comune di generare goroutine senza limiti che esauriscono il sistema. **Fan-out/fan-in** parallelizza il lavoro e fonde i risultati; **pipeline** modellano trasformazioni di dati in streaming in modo pulito; **rate limiting** controlla il throughput.

Combinati con **cancellazione basata su context** (per evitare perdite di goroutine), questi modelli sono il modo in cui i servizi Go in produzione gestiscono la concorrenza in modo sicuro ed efficiente.

Comprenderli — e soprattutto sapere di delimitare la concorrenza con worker pool piuttosto che lanciare goroutine illimitate — è un segno di competenza Go senior e un frequente argomento di intervista avanzato, poiché la concorrenza naive (goroutine senza limiti, perdite, race) è una fonte comune di guasti in produzione.