Golang基础知识—cond

cond 通常指 sync.Cond，它是标准库 sync 包中用于实现 条件变量 的同步原语。条件变量在多 goroutine 协作场景中非常有用，尤其在需要根据特定条件协调多个 goroutine 的执行顺序时。

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sync.Cond 的核心作用

条件变量用于 等待某个条件满足 或 通知其他等待者条件已满足。常用于以下场景：

• 一个或多个 goroutine 需要等待某个条件成立才能继续执行。

• 某个 goroutine 负责修改条件，并通知其他等待的 goroutine。

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sync.Cond 的组成

type Cond struct {
    L Locker // 关联的锁（通常是 sync.Mutex 或 sync.RWMutex）
}

主要方法：

1. Wait()

   • 调用前必须持有锁（c.L.Lock()）。

   • 释放锁并挂起当前 goroutine，等待被唤醒。

   • 被唤醒后重新获取锁，继续执行。

2. Signal()

   • 唤醒一个等待的 goroutine（随机选择一个）。

3. Broadcast()

   • 唤醒所有等待的 goroutine。

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基本使用模式

var (
    mu    sync.Mutex
    cond  = sync.NewCond(&mu)
    ready bool
)

// 等待条件满足的 goroutine
func waiter() {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()
    for !ready { // 必须用循环检查条件（防止虚假唤醒）
        cond.Wait()
    }
    // 执行条件满足后的操作
}

// 修改条件并通知的 goroutine
func setter() {
    mu.Lock()
    ready = true
    mu.Unlock()
    cond.Signal() // 或 cond.Broadcast()
}

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经典示例：生产者-消费者

package main

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

func main() {
    var mu sync.Mutex
    cond := sync.NewCond(&mu)
    queue := make([]int, 0)

    // 消费者
    go func() {
        for {
            mu.Lock()
            for len(queue) == 0 {
                cond.Wait() // 等待队列非空
            }
            item := queue[0]
            queue = queue[1:]
            fmt.Println("Consumed:", item)
            mu.Unlock()
        }
    }()

    // 生产者
    for i := 1; i <= 5; i++ {
        time.Sleep(1 * time.Second)
        mu.Lock()
        queue = append(queue, i)
        fmt.Println("Produced:", i)
        cond.Signal() // 通知消费者
        mu.Unlock()
    }
}

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关键注意事项

1. 必须用循环检查条件
   Wait() 返回后条件可能仍未满足（如虚假唤醒），需循环检查：

   for conditionNotMet {
       cond.Wait()
   }

2. 调用 Wait() 前必须持有锁

   否则会导致竞态条件。

3. Signal vs Broadcast

   • Signal：唤醒一个等待者（适用于单消费者）。

   • Broadcast：唤醒所有等待者（适用于多消费者或条件变化影响所有等待者）。

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何时使用 sync.Cond？

• 需要 基于复杂条件协调多个 goroutine。

• 需要 同时唤醒多个等待者（如资源释放时唤醒所有等待的 goroutine）。

对于简单场景，优先考虑使用 channel（Go 的推荐并发模式）：

// 用 channel 实现类似功能
ch := make(chan int)

// 生产者
go func() {
    ch <- 1
}()

// 消费者
go func() {
    item := <-ch
}()