概述
在并发编程中,条件同步是一个常见的需求。Go 语言提供了 sync.Cond
类型来满足这一需求。sync.Cond
基于互斥锁(sync.Mutex
)提供了条件变量的同步机制,允许一组 goroutine 在满足某个条件时进行阻塞等待,或者在条件不再满足时被唤醒。
核心概念
- 互斥锁(Mutex) :
sync.Cond
内部使用了一个互斥锁来保证操作的原子性。 - 条件变量(Cond):条件变量是一个同步机制,用于阻塞一组 goroutine 直到某个条件成立。
- 等待(Wait) :当条件不满足时,goroutine 会调用
Wait
方法进入等待状态。 - 通知(Signal) :当条件可能已经满足时,可以调用
Signal
或Broadcast
方法来唤醒一个或所有等待的 goroutine。
使用步骤
-
初始化 Cond :创建一个
sync.Cond
实例,通常需要传入一个sync.Mutex
或sync.RWMutex
。gocond := sync.NewCond(&sync.Mutex{})
-
等待条件:在条件不满足时,goroutine 会进入等待状态,释放互斥锁,并阻塞。
gocond.L.Lock() // 进入临界区 defer cond.L.Unlock() for !condition { cond.Wait() // 等待条件满足 } // 执行条件满足后的操作
-
通知等待者:当条件满足时,需要通知等待的 goroutine。
gocond.Signal() // 唤醒一个等待的 goroutine // 或者 cond.Broadcast() // 唤醒所有等待的 goroutine
示例
以下是一个使用 sync.Cond
的简单示例,模拟了一个生产者-消费者问题:
go
package main
import (
"fmt"
"sync"
"time"
)
func main() {
var m sync.Mutex
var cond *sync.Cond = sync.NewCond(&m)
var count int
// 消费者 goroutine
go func() {
for {
m.Lock()
for count < 5 {
cond.Wait() // 等待条件满足
}
fmt.Println("Consumed:", count)
count--
m.Unlock()
time.Sleep(1 * time.Second)
}
}()
// 生产者 goroutine
go func() {
for i := 0; i < 10; i++ {
m.Lock()
for count >= 5 {
cond.Wait() // 等待条件满足
}
count++
fmt.Println("Produced:", i+1)
m.Unlock()
cond.Signal() // 通知消费者
time.Sleep(1 * time.Second)
}
}()
time.Sleep(20 * time.Second)
}
注意事项
- 死锁 :在使用
sync.Cond
时,如果不恰当地使用互斥锁,可能会导致死锁。 - 竞态条件 :确保在调用
Wait
、Signal
或Broadcast
前正确地持有互斥锁。 - 并发安全 :
sync.Cond
并不是完全并发安全的,它依赖于外部的互斥锁来保证并发安全。
结论
sync.Cond
是 Go 语言中处理条件同步的有效工具。通过合理使用 sync.Cond
,可以编写出高效且易于理解的并发代码。然而,正确地使用它需要对并发编程有深入的理解,以避免常见的并发问题,如死锁和竞态条件。