Go语言实战案例:使用WaitGroup等待多个协程完成

在并发编程中，经常需要在主协程中等待多个子协程执行完毕再进行下一步操作。Go 提供了一个非常实用的同步原语：sync.WaitGroup，可以帮助我们优雅地解决这个问题。

一、什么是 WaitGroup？

sync.WaitGroup 是 Go 标准库中的一个结构体，用于等待一组 goroutine 执行完成。

常用方法：

方法	功能说明
`Add(n int)`	设置需要等待的 goroutine 数量
`Done()`	每个 goroutine 执行完成后调用，计数器减 1
`Wait()`	阻塞当前 goroutine，直到计数器归零为止

二、为什么需要 WaitGroup？

在并发场景中，如果主函数先于子协程执行完毕，程序将会直接退出，导致协程未完成任务。例如：

go 复制代码

func main() {
    go func() {
        fmt.Println("Hello from goroutine")
    }()
    // 没有等待，主函数直接退出
}

输出往往为空或者输出不完整，根本原因是主 goroutine 没有等待子 goroutine。

三、实战案例：等待多个协程完成任务

示例：开启 5 个 goroutine，每个打印一条消息，主程序等待所有协程完成后再退出。

go 复制代码

package main

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

func worker(id int, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done() // 执行完毕，通知 WaitGroup
    fmt.Printf("Worker %d starting\n", id)
    time.Sleep(time.Second) // 模拟耗时操作
    fmt.Printf("Worker %d done\n", id)
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup

    for i := 1; i <= 5; i++ {
        wg.Add(1) // 启动一个 goroutine 前调用 Add(1)
        go worker(i, &wg)
    }

    wg.Wait() // 阻塞直到所有 Done() 被调用
    fmt.Println("所有任务已完成")
}

输出示例：

bash 复制代码

Worker 1 starting
Worker 2 starting
Worker 3 starting
Worker 4 starting
Worker 5 starting
Worker 2 done
Worker 4 done
Worker 1 done
Worker 3 done
Worker 5 done
所有任务已完成

输出顺序可能每次不同，因为 goroutine 是并发执行的。

四、使用建议与注意事项

✅ 正确使用方式：

• Add(n) 必须在 启动 goroutine 之前 调用。
• 每个 goroutine 结束时必须调用 Done()。
• Wait() 通常放在主 goroutine 中，阻塞直到所有任务完成。

⚠️ 易犯错误：

忘记 Done() ：

go 复制代码

go func() {
    fmt.Println("hello")
    // 忘记 wg.Done()，会导致 wg.Wait() 永久阻塞
}()

1. 在 goroutine 内调用 Add() ：
scss 复制代码
```
go func() {
    wg.Add(1) // ❌不推荐：会出现数据竞争
    ...
}()
```
正确方式是主 goroutine 中统一 Add()。

五、封装使用：任务调度器

我们可以封装一个并发调度器，更加灵活：

scss 复制代码

type TaskScheduler struct {
    wg sync.WaitGroup
}

func (t *TaskScheduler) Run(task func()) {
    t.wg.Add(1)
    go func() {
        defer t.wg.Done()
        task()
    }()
}

func (t *TaskScheduler) Wait() {
    t.wg.Wait()
}

使用示例：

css 复制代码

func main() {
    scheduler := TaskScheduler{}

    for i := 0; i < 5; i++ {
        index := i
        scheduler.Run(func() {
            fmt.Printf("Task %d running\n", index)
            time.Sleep(500 * time.Millisecond)
        })
    }

    scheduler.Wait()
    fmt.Println("All scheduled tasks completed.")
}

六、与其他同步机制对比

同步机制	用途
`sync.WaitGroup`	等待一组协程结束
`sync.Mutex`	保护共享资源
`sync.Once`	只执行一次的操作（如初始化）
`channel`	通信为主，也可用于同步控制

七、结语

在并发控制中，sync.WaitGroup 是一种简单却非常强大的工具，能帮助我们控制 goroutine 的生命周期，避免程序提前退出或资源泄漏等问题。掌握其使用方法，是每位 Go 开发者的必备技能。

✅ 实战建议：在进行网络抓取、任务分发、并发计算等场景时，推荐优先考虑 WaitGroup 来管理协程。