Go中sync 包Cond使用场景分析

目录

• 背景
• Cond 简介
• 使用示例
• Signal的使用场景
• Broadcast的使用场景
• 注意事项

背景

编写代码过程中， 通常有主协程和多个子协程进行协作的过程，比如通过 WaitGroup 可以实现当所有子协程完成之后， 主协程再继续执行， 具体可参考：Go 中goroutine和WaitGroup的使用

如上的场景是主协程等待子协程达到某个状态再继续运行。 但是反过来怎么操作呢，要求一组子协程等待主协达到某个状态时才继续运行。这个时候就需要用到 Cond 了

Cond 简介

Cond 是和某个条件相关，在条件还没有满足的时候，所有等待这个条件的协程都会被阻塞住，只有这个条件满足的时候，等待的协程才可能继续进行下去。
Cond 在初始化的时候，需要关联一个 Locker 接口的实例，一般会使用 Mutex 或者 RWMutex。
Cond 关联的 Locker 实例可以通过 c.L 访问，它内部维护着一个先入先出的等待队列。
Cond 分别有三个方法

• Wait

会把当前协程放入Cond的等待队列中并阻塞，直到被Signal或者Broadcast方法从等待队列中移除并唤醒，用于子协程阻塞。

• Signal

主协程唤醒等待队列中的一个子协程，先唤醒最先阻塞的子协程，被唤醒的子协程继续执行。

• Broadcast

主协程唤醒等待队列中的全部协程，所有子协程继续执行。

注意：调用Signal和Broadcast方法，不强求持有c.L的锁，调用Wait方法是必须要持有c.L的锁。

使用示例

Signal的使用场景

大家都去医院先排队，然后等待叫号，先排队的先叫号。这次模拟有5个病人，分别先排队。 然后护士根据排队先后来叫号；
具体场景是，5个病人在三秒中之内分别排号，护士今天要叫5个号，一秒叫一个，叫完5个号就结束了
代码如下：

package main
import (
	"fmt"
	"math/rand"
	"sync"
	"time"
)

func main() {
	c := sync.NewCond(&sync.Mutex{})
	num := 0
	// 当前叫号是几号
	hand_num := 0
	for i := 0; i < 5; i++ {
		go func(i int) {
			// 分别在不同时间排队
			time.Sleep(time.Second * time.Duration(rand.Int63n(10)))
			c.L.Lock()
			num++
			// 当前取得号。
			cur := num
			fmt.Printf("%s  %d 号病人取到了 %d 号\n", time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05"), i, cur)
			// 取到号了，等待叫号
			c.Wait()
			fmt.Printf("%s  %d 号病人排队号是 %d 号，被叫号了\n", time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05"), i, cur)
			hand_num = cur
			c.L.Unlock()
		}(i)
	}

	// 都叫号了
	for hand_num != 5 {
		// 叫号
		c.Signal()
		time.Sleep(time.Second * 1)
	}

	time.Sleep(time.Second * 10)
}

执行结果如下

结果表明，5个病人，分别在三秒钟内先后取号， 然后护士每过一秒钟按照排队的先后顺序叫一个号（叫号的过程依然有病人取号），先取号的被先叫号。
此场景中，5个病人相当于5个协程， 主协程反复使用Signal() 按照顺序一个个唤醒阻塞的子协程。

Broadcast的使用场景

场景为如下: 运动员跑步比赛，要求8秒内全部运动员准备好，然后等待教练发令， 教练10秒后发令，所有运动员在发令后开始跑。

package main

import (
	"fmt"
	"math/rand"
	"sync"
	"time"
)

func main() {
	c := sync.NewCond(&sync.Mutex{})

	for i := 0; i < 10; i++ {
		go func(i int) {
			// 随机一个8秒内的准备时间
			time.Sleep(time.Second * time.Duration(rand.Int63n(8)))
			fmt.Printf("%s 运动员%d已准备就绪\n", time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05"), i)
			c.L.Lock()
			// 准备完毕，等待教练发令
			c.Wait()
			c.L.Unlock()
			fmt.Printf("%s 运动员%d开跑\n", time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05"), i)
		}(i)
	}

	// 主协程等待10秒后发令
	time.Sleep(time.Second * 10)
	fmt.Printf("%s 教练发令。\n", time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05"))
	// 教练发令。通知所有运动员开始跑步， 即唤起之前 wait()的所有协程
	c.Broadcast()
	// 等待跑步
	time.Sleep(time.Second * 5)
}

执行结果如下：

如结果所示， 10个运动员在8秒内分别准备好，等待教练发令后，同时开跑。
此场景中，10个运动员相当于10个协程， 同时等待主协程的命令，使用Broadcast() 唤醒所有阻塞的子协程。

注意事项

使用 Cond，最容易踩的坑就是调用 Wait() 方法之前，调用者没有持有锁或没有检查辅助条件。
在如上示例代码中，假如把调用 Wait() 方法前后的加锁和释放锁的代码注释掉，运行代码会导致程序 panic。原因是调用 Wait 方法，会先把调用者放入等待队列中，然后释放锁。此时如果在未持有锁时调用释放锁的方法，就会导致程序 panic。

到此这篇关于Go中sync 包的 Cond 使用的文章就介绍到这了,更多相关go sync包cond使用内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！