使用 sync.Cond 解決并發訪問共享資源問題

在并發編程中，當多個 goroutine 需要訪問共享資源時，我們需要使用一些機制來協調它們的執行順序，以避免競態條件和數據不一致的問題。在 Go 語言中，sync.Cond 條件變量就是一種常用的機制，它可以用來等待和通知其他 goroutine。70n28資訊網——每日最新資訊28at.com

sync.Cond 和互斥鎖的區別

互斥鎖（sync.Mutex）用于保護臨界區和共享資源，而 sync.Cond 則用于協調多個 goroutine 的執行順序。互斥鎖只能一個 goroutine 持有鎖，其他 goroutine 必須等待鎖被釋放才能繼續執行。而 sync.Cond 可以讓等待的 goroutine 在條件滿足時被喚醒，進而繼續執行。70n28資訊網——每日最新資訊28at.com

sync.Cond 的四個方法

sync.Cond 的定義如下：70n28資訊網——每日最新資訊28at.com

// Each Cond has an associated Locker L (often a *Mutex or *RWMutex),// which must be held when changing the condition and// when calling the Wait method.//// A Cond must not be copied after first use.type Cond struct {        noCopy noCopy        // L is held while observing or changing the condition        L Locker        notify  notifyList        checker copyChecker}

每個 Cond 實例都會關聯一個鎖 L（互斥鎖 *Mutex，或讀寫鎖 *RWMutex），當修改條件或者調用 Wait 方法時，必須加鎖。70n28資訊網——每日最新資訊28at.com

1. NewCond 創建實例

func NewCond(l Locker) *Cond

NewCond 方法用于創建一個 Cond 實例，并關聯一個鎖（互斥鎖或讀寫鎖）。70n28資訊網——每日最新資訊28at.com

2. Broadcast 廣播喚醒所有等待的 goroutine

// Broadcast wakes all goroutines waiting on c.//// It is allowed but not required for the caller to hold c.L// during the call.func (c *Cond) Broadcast()

Broadcast 方法用于喚醒所有等待條件變量 c 的 goroutine。它不需要持有鎖來調用。70n28資訊網——每日最新資訊28at.com

3. Signal 喚醒一個等待的 goroutine

// Signal wakes one goroutine waiting on c, if there is any.//// It is allowed but not required for the caller to hold c.L// during the call.func (c *Cond) Signal()

Signal 方法用于喚醒一個等待條件變量 c 的 goroutine。它不需要持有鎖來調用。70n28資訊網——每日最新資訊28at.com

4. Wait 等待條件變量滿足

// Wait atomically unlocks c.L and suspends execution// of the calling goroutine. After later resuming execution,// Wait locks c.L before returning. Unlike in other systems,// Wait cannot return unless awoken by Broadcast or Signal.//// Because c.L is not locked when Wait first resumes, the caller// typically cannot assume that the condition is true when// Wait returns. Instead, the caller should Wait in a loop:////    c.L.Lock()//    for !condition() {//        c.Wait()//    }//    ... make use of condition ...//    c.L.Unlock()//func (c *Cond) Wait()

Wait 方法會自動釋放鎖，并掛起當前的 goroutine，直到條件變量 c 被 Broadcast 或 Signal 喚醒。被喚醒后，Wait 方法會重新獲得鎖，并繼續執行后續的代碼。70n28資訊網——每日最新資訊28at.com

使用示例

下面是一個使用 sync.Cond 的示例，實現了一個簡單的讀寫同步機制：70n28資訊網——每日最新資訊28at.com

package mainimport (    "fmt"    "sync"    "time")var done = falsefunc read(str string, c *sync.Cond) {    c.L.Lock()    for !done {        c.Wait()    }    fmt.Println(str, "start reading")    c.L.Unlock()}func write(str string, c *sync.Cond) {    fmt.Println(str, "start writing")    time.Sleep(2 * time.Second)    c.L.Lock()    done = true    c.L.Unlock()    fmt.Println(str, "wake up all")    c.Broadcast()}func main() {    m := &sync.Mutex{}    c := sync.NewCond(m)    go read("reader1", c)    go read("reader2", c)    write("writer", c)    time.Sleep(5 * time.Second)}

在這個示例中，有兩個讀取協程（reader1 和 reader2）和一個寫入協程（writer）。寫入協程在執行后會通知所有等待的讀取協程，讀取協程在條件滿足時才能開始讀取。70n28資訊網——每日最新資訊28at.com

輸出結果如下：70n28資訊網——每日最新資訊28at.com

writer start writingwriter wake up allreader2 start readingreader1 start reading

通過使用 sync.Cond，我們可以很方便地實現多個 goroutine 之間的等待和通知機制，從而更好地協調并發訪問共享資源的執行順序。70n28資訊網——每日最新資訊28at.com

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