Go语言同步原语与数据竞争：WaitGroup

在Go语言并发编程中，我们经常需要等待多个 goroutine 执行完毕后再继续下一步操作。Go 提供的 sync.WaitGroup 就是专为这种**"等待一组任务完成"**而设计的同步原语。

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一、基本原理

sync.WaitGroup 提供三个主要方法：

方法	说明
Add(n int)	设置等待的 goroutine 数量（加计数）
Done()	每个 goroutine 完成时调用（减计数）
Wait()	阻塞主 goroutine，直到计数归零

它内部使用计数器+条件变量，当所有 goroutine 都调用 Done() 后，Wait() 才会解除阻塞。

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二、典型用法

示例：等待 10 个 goroutine 执行完毕

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func worker(id int, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done() // 每个 goroutine 完成时调用
    fmt.Printf("Worker %d is working...\n", id)
    // 模拟工作
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup

    for i := 1; i <= 10; i++ {
        wg.Add(1) // 每启动一个 goroutine，加1
        go worker(i, &wg)
    }

    wg.Wait() // 阻塞直到所有 goroutine 完成
    fmt.Println("All workers done.")
}

输出示意：

Worker 1 is working...
Worker 2 is working...
...
All workers done.

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三、常见错误及注意事项

1. Add() 必须在 goroutine 启动前调用

错误示例：

go func() {
    wg.Add(1) // 此时 goroutine 可能已开始执行，竞态风险
    ...
}()

正确做法：

wg.Add(1)
go func() {
    ...
    wg.Done()
}()

2. 不可重复使用已完成的 WaitGroup（没有"重置"功能）

WaitGroup 设计为一次性同步器，不建议重复使用，若确需控制并发次数，可用 sync.Pool 或 semaphore 替代。

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四、结合匿名函数使用

for i := 0; i < 5; i++ {
    wg.Add(1)
    go func(i int) {
        defer wg.Done()
        fmt.Println("i:", i)
    }(i)
}
wg.Wait()

⚠️ 注意：传参 i 必须显式传入闭包，避免捕获变量陷阱。

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五、使用场景

• • 等待一组任务执行完成（如：并发下载、批量计算）
• • 控制主函数在 goroutine 完成后再退出
• • 可搭配 Channel 和 Context 使用，实现更复杂的并发控制模型

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六、小结

• • sync.WaitGroup 是 Go 并发编程中最常用的同步工具之一。
• • 使用 Add/Done/Wait 实现多协程间的同步等待。
• • 使用时避免竞态和变量捕获问题。

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