【golang】go语句执行规则（goroutine）（下）

怎样才能让主goroutine等待其他goroutine？

上篇文章提到，一旦主 goroutine 中的代码执行完毕，当前的 Go 程序就会结束运行，无论其他的 goroutine 是否已经在运行了。那么，怎样才能做到等其他的 goroutine 运行完毕之后，再让主 goroutine 结束运行呢？

最简单粗暴的办法就是让主goroutine"小睡"一会儿。

for i := 0; i < 10; i++ {
go func() {
    fmt.Println(i)
 }()
}
time.Sleep(time.Millisecond * 500)

在for语句的后边，调用了time包的Sleep函数，并把time.Millisecond * 500的结果作为参数值传给了它。time.Sleep函数的功能就是让当前的 goroutine（在这里就是主 goroutine）暂停运行一段时间，直到到达指定的恢复运行时间。

time.Sleep函数会在被调用时用当前的绝对时间，再加上相对时间计算出在未来的恢复运行时间。显然，一旦到达恢复运行时间，当前的 goroutine 就会从“睡眠”中醒来，并开始继续执行后边的代码。

但是，让主 goroutine“睡眠”多长时间才是合适的呢？ 如果“睡眠”太短，则很可能不足以让其他的 goroutine 运行完毕，而若“睡眠”太长则纯属浪费时间，这个时间就太难把握了。

我们可以创建一个通道，它的长度应该与我们手动启用的 goroutine的数量一致。在每个手动启用的 goroutine 即将运行完毕的时候，我们都要向该通道发送一个值。

package main

import (
	"fmt"
	//"time"
)

func main() {
	num := 10
	sign := make(chan struct{}, num)

	for i := 0; i < num; i++ {
		go func() {
			fmt.Println(i)
			sign <- struct{}{}
		}()
	}

	// 办法1。
	//time.Sleep(time.Millisecond * 500)

	// 办法2。
	for j := 0; j < num; j++ {
		<-sign
	}
}

声明通道sign的时候是以chan struct{}作为其类型的。其中的类型字面量struct{}有些类似于空接口类型interface{}，它代表了既不包含任何字段也不拥有任何方法的空结构体类型。

注意，struct{}类型值的表示法只有一个，即：struct{}{}。并且，它占用的内存空间是0字节。确切地说，这个值在整个 Go 程序中永远都只会存在一份。虽然我们可以无数次地使用这个值字面量，但是用到的却都是同一个值。当我们仅仅把通道当作传递某种简单信号的介质的时候，用struct{}作为其元素类型是再好不过的了。

有没有比使用通道更好的方法？如果你知道标准库中的代码包sync的话，那么可能会想到sync.WaitGroup类型。没错，这是一个更好的答案。

怎样让我们启用的多个goroutine按照既定的顺序运行？

首先，我们需要稍微改造一下for语句中的那个go函数，要让它接受一个int类型的参数，并在调用它的时候把变量i的值传进去。为了不改动这个go函数中的其他代码，我们可以把它的这个参数也命名为i。

for i := 0; i < 10; i++ {
    go func(i int) {
       fmt.Println(i)
}(i)
}

在go语句被执行时，我们传给go函数的参数i会先被求值，如此就得到了当次迭代的序号。之后，无论go函数会在什么时候执行，这个参数值都不会变。也就是说，go函数中调用的fmt.Println函数打印的一定会是那个当次迭代的序号。

然后，我们再改造for语句中的go函数。

for i := uint32(0); i < 10; i++ {
    go func(i uint32) {
        fn := func() {
            fmt.Println(i)
        }
        trigger(i, fn)
    }(i)
}

在go函数中先声明了一个匿名的函数，并把它赋给了变量fn。这个匿名函数做的事情很简单，只是调用fmt.Println函数以打印go函数的参数i的值。

在这之后，我调用了一个名叫trigger的函数，并把go函数的参数i和刚刚声明的变量fn作为参数传给了它。注意，for语句声明的局部变量i和go函数的参数i的类型都变了，都由int变为了uint32。

再来说trigger函数。该函数接受两个参数，一个是uint32类型的参数i, 另一个是func()类型的参数fn。你应该记得，func()代表的是既无参数声明也无结果声明的函数类型。

trigger := func(i uint32, fn func()) {
    for {
        if n := atomic.LoadUint32(&count); n == i {
        fn()
        atomic.AddUint32(&count, 1)
        break
    }
    time.Sleep(time.Nanosecond)
    }
}

trigger函数会不断地获取一个名叫count的变量的值，并判断该值是否与参数i的值相同。如果相同，那么就立即调用fn代表的函数，然后把count变量的值加1，最后显式地退出当前的循环。否则，我们就先让当前的 goroutine“睡眠”一个纳秒再进入下一个迭代。

注意，我操作变量count的时候使用的都是原子操作。这是由于trigger函数会被多个goroutine 并发地调用，所以它用到的非本地变量count，就被多个用户级线程共用了。因此，对它的操作就产生了竞态条件（race condition），破坏了程序的并发安全性。

所以，我们总是应该对这样的操作加以保护，在sync/atomic包中声明了很多用于原子操作的函数。

另外，由于选用的原子操作函数对被操作的数值的类型有约束，所以才对count以及相关的变量和参数的类型进行了统一的变更（由int变为了uint32）。

纵观count变量、trigger函数以及改造后的for语句和go函数，要做的是，让count变量成为一个信号，它的值总是下一个可以调用打印函数的go函数的序号。

这个序号其实就是启用 goroutine 时，那个当次迭代的序号。也正因为如此，go函数实际的执行顺序才会与go语句的执行顺序完全一致。此外，这里的trigger函数实现了一种自旋（spinning）。除非发现条件已满足，否则它会不断地进行检查。

最后要说的是，因为我依然想让主 goroutine 最后一个运行完毕，所以还需要加一行代码。

trigger(10, func(){})

调用trigger函数完全可以达到相同的效果。由于当所有手动启用的goroutine都运行完毕之后，count的值一定会是10，所以我就把10作为了第一个参数值。又由于我并不想打印这个10，所以我把一个什么都不做的函数作为了第二个参数值。

完整代码：

package main

import (
	"fmt"
	"sync/atomic"
	"time"
)

func main() {
	var count uint32
	trigger := func(i uint32, fn func()) {
		for {
			if n := atomic.LoadUint32(&count); n == i {
				fn()
				atomic.AddUint32(&count, 1)
				break
			}
			time.Sleep(time.Nanosecond)
		}
	}
	for i := uint32(0); i < 10; i++ {
		go func(i uint32) {
			fn := func() {
				fmt.Println(i)
			}
			trigger(i, fn)
		}(i)
	}
	trigger(10, func() {})
}

文章学习自郝林老师的《Go语言36讲》