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Go?WaitGroup及Cond底層實(shí)現(xiàn)原理

更新時(shí)間：2022年08月22日 08:57:41 作者：阿甘與阿Q

這篇文章主要為大家介紹了Go?WaitGroup及Cond底層實(shí)現(xiàn)原理詳解，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進(jìn)步，早日升職加薪

WaitGroup

概念

Go標(biāo)準(zhǔn)庫提供了WaitGroup原語, 可以用它來等待一批 Goroutine 結(jié)束

底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

// A WaitGroup must not be copied after first use.
type WaitGroup struct {
 noCopy noCopy
 state1 [3]uint32
}

其中 noCopy 是 golang 源碼中檢測(cè)禁止拷貝的技術(shù)。如果程序中有 WaitGroup 的賦值行為，使用 go vet 檢查程序時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)有報(bào)錯(cuò)。但需要注意的是，noCopy 不會(huì)影響程序正常的編譯和運(yùn)行。

state1主要是存儲(chǔ)著狀態(tài)和信號(hào)量，狀態(tài)維護(hù)了 2 個(gè)計(jì)數(shù)器，一個(gè)是請(qǐng)求計(jì)數(shù)器counter ，另外一個(gè)是等待計(jì)數(shù)器waiter（已調(diào)用 WaitGroup.Wait 的 goroutine 的個(gè)數(shù)）

當(dāng)數(shù)組的首地址是處于一個(gè)8字節(jié)對(duì)齊的位置上時(shí)，那么就將這個(gè)數(shù)組的前8個(gè)字節(jié)作為64位值使用表示狀態(tài)，后4個(gè)字節(jié)作為32位值表示信號(hào)量(semaphore)；同理如果首地址沒有處于8字節(jié)對(duì)齊的位置上時(shí)，那么就將前4個(gè)字節(jié)作為semaphore，后8個(gè)字節(jié)作為64位數(shù)值。

使用方法

在WaitGroup里主要有3個(gè)方法：

WaitGroup.Add()：可以添加或減少請(qǐng)求的goroutine數(shù)量，Add(n) 將會(huì)導(dǎo)致 counter += n

WaitGroup.Done()：相當(dāng)于Add(-1)，Done() 將導(dǎo)致 counter -=1，請(qǐng)求計(jì)數(shù)器counter為0 時(shí)通過信號(hào)量調(diào)用runtime_Semrelease喚醒waiter線程

WaitGroup.Wait()：會(huì)將 waiter++，同時(shí)通過信號(hào)量調(diào)用 runtime_Semacquire(semap)阻塞當(dāng)前 goroutine

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 1; i <= 5; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            defer wg.Done()
            println("hello")
        }()
    }
    wg.Wait()
}

Cond

概念

Go標(biāo)準(zhǔn)庫提供了Cond原語，可以讓 Goroutine 在滿足特定條件時(shí)被阻塞和喚醒

底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

type Cond struct {
    noCopy noCopy
    // L is held while observing or changing the condition
    L Locker
    notify  notifyList
    checker copyChecker
}
type notifyList struct {
    wait   uint32
    notify uint32
    lock   uintptr // key field of the mutex
    head   unsafe.Pointer
    tail   unsafe.Pointer
}

主要有4個(gè)字段：

nocopy ： golang 源碼中檢測(cè)禁止拷貝的技術(shù)。如果程序中有 WaitGroup 的賦值行為，使用 go vet 檢查程序時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)有報(bào)錯(cuò)，但需要注意的是，noCopy 不會(huì)影響程序正常的編譯和運(yùn)行

checker：用于禁止運(yùn)行期間發(fā)生拷貝，雙重檢查(Double check)

L：可以傳入一個(gè)讀寫鎖或互斥鎖，當(dāng)修改條件或者調(diào)用Wait方法時(shí)需要加鎖

notify：通知鏈表，調(diào)用Wait()方法的Goroutine會(huì)放到這個(gè)鏈表中，從這里獲取需被喚醒的Goroutine列表

使用方法

在Cond里主要有3個(gè)方法：

sync.NewCond(l Locker): 新建一個(gè) sync.Cond 變量，注意該函數(shù)需要一個(gè) Locker 作為必填參數(shù)，這是因?yàn)樵?nbsp;cond.Wait() 中底層會(huì)涉及到 Locker 的鎖操作
Cond.Wait(): 阻塞等待被喚醒，調(diào)用Wait函數(shù)前需要先加鎖；并且由于Wait函數(shù)被喚醒時(shí)存在虛假喚醒等情況，導(dǎo)致喚醒后發(fā)現(xiàn)，條件依舊不成立，因此需要使用 for 語句來循環(huán)地進(jìn)行等待，直到條件成立為止
Cond.Signal(): 只喚醒一個(gè)最先 Wait 的 goroutine，可以不用加鎖
Cond.Broadcast(): 喚醒所有Wait的goroutine，可以不用加鎖

package main
import (
    "fmt"
    "sync"
    "sync/atomic"
    "time"
)
var status int64
func main() {
    c := sync.NewCond(&amp;sync.Mutex{})
    for i := 0; i &lt; 10; i++ {
        go listen(c)
    }
    go broadcast(c)
    time.Sleep(1 * time.Second)
}
func broadcast(c *sync.Cond) {
    // 原子操作
    atomic.StoreInt64(&amp;status, 1) 
    c.Broadcast()
}
func listen(c *sync.Cond) {
    c.L.Lock()
    for atomic.LoadInt64(&amp;status) != 1 {
        c.Wait() 
        // Wait 內(nèi)部會(huì)先調(diào)用 c.L.Unlock()，來先釋放鎖，如果調(diào)用方不先加鎖的話，會(huì)報(bào)錯(cuò)
    }
    fmt.Println("listen")
    c.L.Unlock()
}

以上就是Go WaitGroup及Cond底層實(shí)現(xiàn)原理的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Go WaitGroup Cond原理的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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