Go 语言并发编程:sync.WaitGroup 实战指南

Go 语言并发编程:sync.WaitGroup 实战指南

前言

在 Go 语言的并发编程中,`sync.WaitGroup` 是最常用的同步原语之一。它用于等待一组 goroutine 完成执行,是协调并发任务的核心工具。本文将通过实际代码示例,深入讲解 WaitGroup 的使用方法和最佳实践。

什么是 sync.WaitGroup?

`sync.WaitGroup` 是一个计数器,用于等待一组 goroutine 完成。它提供了三个核心方法:

  • `Add(delta int)`:增加计数器

  • `Done()`:减少计数器(相当于 Add(-1))

  • `Wait()`:阻塞直到计数器归零

基础用法示例

```go

package main

import (

"fmt"

"sync"

"time"

)

func worker(id int, wg *sync.WaitGroup) {

defer wg.Done()

fmt.Printf("Worker %d starting\n", id)

time.Sleep(time.Second)

fmt.Printf("Worker %d done\n", id)

}

func main() {

var wg sync.WaitGroup

for i := 1; i <= 3; i++ {

wg.Add(1)

go worker(i, &wg)

}

wg.Wait()

fmt.Println("All workers completed!")

}

```

**输出:**

```

Worker 1 starting

Worker 2 starting

Worker 3 starting

Worker 1 done

Worker 2 done

Worker 3 done

All workers completed!

```

实战场景:并发抓取网页

```go

package main

import (

"fmt"

"io"

"net/http"

"sync"

)

func fetchURL(url string, wg *sync.WaitGroup, results chan<- string) {

defer wg.Done()

resp, err := http.Get(url)

if err != nil {

results <- fmt.Sprintf("%s: Error - %v", url, err)

return

}

defer resp.Body.Close()

body, _ := io.ReadAll(resp.Body)

results <- fmt.Sprintf("%s: %d bytes", url, len(body))

}

func main() {

urls := \[\]string{

"https://golang.org",

"https://github.com",

"https://stackoverflow.com",

}

var wg sync.WaitGroup

results := make(chan string, len(urls))

for _, url := range urls {

wg.Add(1)

go fetchURL(url, &wg, results)

}

// 等待所有 goroutine 完成

go func() {

wg.Wait()

close(results)

}()

for result := range results {

fmt.Println(result)

}

}

```

常见陷阱与注意事项

1. Add 必须在 goroutine 之前调用

```go

// ❌ 错误写法

for i := 0; i < 3; i++ {

go func() {

wg.Add(1)

// work...

wg.Done()

}()

}

// ✅ 正确写法

for i := 0; i < 3; i++ {

wg.Add(1)

go func() {

defer wg.Done()

// work...

}()

}

```

2. 使用 defer 确保 Done 被调用

```go

func process(id int, wg *sync.WaitGroup) {

defer wg.Done() // 确保即使 panic 也会执行

// 处理逻辑...

}

```

3. 避免 WaitGroup 值传递

```go

// ❌ 错误:值传递会导致复制

func worker(wg sync.WaitGroup) {

wg.Done()

}

// ✅ 正确:指针传递

func worker(wg *sync.WaitGroup) {

wg.Done()

}

```

高级用法:结合 context 实现超时控制

```go

package main

import (

"context"

"fmt"

"sync"

"time"

)

func workerWithTimeout(ctx context.Context, id int, wg *sync.WaitGroup) {

defer wg.Done()

select {

case <-time.After(2 * time.Second):

fmt.Printf("Worker %d completed\n", id)

case <-ctx.Done():

fmt.Printf("Worker %d cancelled: %v\n", id, ctx.Err())

}

}

func main() {

ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 3*time.Second)

defer cancel()

var wg sync.WaitGroup

for i := 1; i <= 5; i++ {

wg.Add(1)

go workerWithTimeout(ctx, i, &wg)

}

wg.Wait()

fmt.Println("All workers finished or cancelled")

}

```

性能对比:WaitGroup vs Channel

| 特性 | WaitGroup | Channel |

|------|-----------|---------|

| 适用场景 | 等待一组任务完成 | 数据传递、流式处理 |

| 代码复杂度 | 低 | 中等 |

| 灵活性 | 较低 | 高 |

| 内存开销 | 小 | 中等 |

总结

`sync.WaitGroup` 是 Go 并发编程的基石之一:

  1. **简单易用**:三个方法搞定同步

  2. **高效安全**:内部使用原子操作

  3. **适用广泛**:从简单任务到复杂并发场景

**最佳实践:**

  • 始终在启动 goroutine 之前调用 Add

  • 使用 defer 确保 Done 被调用

  • 传递指针而非值

  • 结合 context 实现超时和取消

掌握 WaitGroup,让你的 Go 并发代码更加优雅可靠!


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