go中的WaitGroups

什么是WaitGroups？

WaitGroups是同步你的goroutines的一种有效方式。想象一下，你和你的家人一起驾车旅行。你的父亲在一个条形商场或快餐店停下来，买些食物和上厕所。你最好想等大家回来后再开车去地平线。WaitGroups帮助你做到这一点。

WaitGroups是通过调用标准库中的sync包来定义的。

var wg sync.WaitGroup

那么，什么是WaitGroup呢？WaitGroup是一个结构，它包含了程序需要等待多少个goroutine的某些信息。它是一个包含你需要等待的goroutines数量的组。

WaitGroups有三个最重要的方法: Add, Done和 Wait。

• Add: 添加到你需要等待的goroutines的总量上。
• Done: 从你需要等待的goroutines总数中减去一个。
• Wait: 阻止代码继续进行，直到没有更多的goroutines需要等待。

如何使用WaitGroups

让我们来看看一段代码：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(1)

    go func() {
        defer wg.Done()

        fmt.Println(time.Now(), "start")
        time.Sleep(time.Second)
        fmt.Println(time.Now(), "done")
    }()

    wg.Wait()
    fmt.Println(time.Now(), "exiting...")
}

2022-08-21 17:01:54.184744229 +0900 KST m=+0.000021800 start
2022-08-21 17:01:55.184932851 +0900 KST m=+1.000210473 done
2022-08-21 17:01:55.18507731 +0900 KST m=+1.000354912 exiting...

• 我们首先初始化一个WaitGroup wg的实例。
• 然后我们在wg中添加1，因为我们要等待一个goroutine完成。
• 然后我们运行这个goroutine。在goroutine内部，我们对wg.Done()进行延迟调用，以确保我们递减要等待的goroutine的数量。如果我们不这样做，那么代码将永远等待goroutine完成，并将导致死锁。
• 在goroutine调用之后，我们要确保阻断代码，直到WaitGroup为空。我们通过调用wg.Wait()来做到这一点。

为什么使用WaitGroups而不是channel？

现在我们知道了如何使用WaitGroups，一个自然而然的想法将我们引向这个问题：为什么使用WaitGroups而不是通道？

根据我的经验，有几个原因。

• WaitGroups往往更直观。当你阅读一段代码时，当你看到一个WaitGroup时，你会立即知道代码在做什么。方法的名称很明确，而且直奔主题。然而，对于通道来说，有时就不是那么清楚了。使用通道是很聪明的，但当你阅读一段复杂的代码时，理解起来会很麻烦。
• 有的时候，你不需要使用通道。例如，让我们看一下这段代码：

 var wg sync.WaitGroup

  for i := 0; i < 5; i++ {
      wg.Add(1)
      go func() {
          defer wg.Done()

          fmt.Println(time.Now(), "start")
          time.Sleep(time.Second)
          fmt.Println(time.Now(), "done")
      }()
  }

  wg.Wait()
  fmt.Println(time.Now(), "exiting...")

你可以看到，这个goroutine并没有与其他goroutine进行数据交流。如果你的goroutine是一次性的工作，你不需要知道结果，使用WaitGroup是可取的。现在看一下这段代码：

  ch := make(chan int)

  for i := 0; i < 5; i++ {
      go func() {
          randomInt := rand.Intn(10)
          ch <- randomInt
      }()
  }

  for i := 0; i < 5; i++ {
      fmt.Println(<-ch)
  }

这里，goroutine正在向 channel 发送数据。在这些情况下，我们不需要使用WaitGroup，因为这将是多余的。如果接收已经做了足够的阻塞，为什么还要等待goroutine完成？

WaitGroups是专门用来处理等待goroutines的。我觉得通道的主要目的是为了交流数据。你不能用WaitGroup来发送和接收数据，但你可以用一个channel来同步你的goroutines。

最后，没有正确的答案。我知道这可能很烦人，但这取决于你和你工作的团队。无论什么方法都是最好的，没有答案是错误的。我个人倾向于使用WaitGroups进行同步，但你的情况可能有所不同。选择对你来说最直观的东西。

需要注意的一件事

有时，你可能需要将WaitGroup实例传递给goroutine。可能有几个WaitGroup来处理不同的goroutine，也可能是一种设计选择。不管是什么原因，请确保传递指向WaitGroup的指针，像这样：

var wg sync.WaitGroup

for i := 0; i < 5; i++ {
    wg.Add(1)
    go func(wg *sync.WaitGroup) {
        defer wg.Done()

        fmt.Println(time.Now(), "start")
        time.Sleep(time.Second)
        fmt.Println(time.Now(), "done")
    }(&wg)
}

wg.Wait()
fmt.Println(time.Now(), "exiting...")

原因是Go是一种值传递的语言。这意味着每当你向一个函数传递一个参数时，Go会复制一个参数并传递给它而不是原始对象。在这种情况下发生的是，整个WaitGroup对象将被复制，这意味着goroutine将处理一个完全不同的WaitGroup。wg.Done()不会从原始的wg中减去，而是减去它的一个副本，这个副本只存在于goroutine中。

总结

通过使用WaitGroups，我们可以轻松同步goroutines，从而确保我们的代码在正确的时间执行。尽管通道也可以用于同步，但WaitGroups通常更直观且更易于阅读。在使用WaitGroup时，请确保正确传递指向WaitGroup的指针，以防止出现副本问题。无论您选择哪种方法，都应该选择最直观和最适合您和您的团队的方法。