Go语言中sync.Cond使用详解

sync.Cond 可以用来干什么？

Golang 的 sync 包中的 Cond 实现了一种条件变量，可以使用多个 Reader 等待公共资源。

每个 Cond 都会关联一个 Lock ,当修改条件或者调用 Wait 方法，必须加锁，保护 Condition。 有点类似 Java 中的 Wait 和 NotifyAll。

sync.Cond 条件变量是用来协调想要共享资源的那些 goroutine, 当共享资源的状态发生变化时，可以被用来通知被互斥锁阻塞的 gorountine。

与 Sync.Mutex 的区别

sync.Cond 基于互斥锁，和互斥锁有什么区别？

sync.Mutex 通常用来保护临界区和共享资源，条件变量 sync.Cond 用来协调想要访问的共享资源。

sync.Cond 使用场景

有一个协程正在接收数据，其他协程必须等待这个协程接收完数据，才能读取到正确的数据。

上述情形下，如果单纯的使用 channel 或者互斥锁，只能有一个协程可以等待，并读取到数据，没办法通知其他协程也读取数据。

这个时候怎么办？

可以用一个全局变量标识第一个协程是否接收数据完毕，剩下的协程反复检查该变量的值，直到读取到数据。 也可创建多个 channel, 每个协程阻塞在一个 Channel 上，由接收数据的协程在数据接收完毕后，挨个通知。

然后 Go 中其实内置来一个 sync.Cond 来解决这个问题。

sync.Cond // 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}

可以看到每个 Cond 都会关联一个 锁 L (互斥锁 Mutex, 或者读写锁 * RMMutex), 当修改条件或者使用 Wait 的时候必须要加锁。

sync.Cond 有哪些方法 NewCond 创建实例 func NewCond(l Locker) *Cond

NewCond 创建实例需要关联一个锁。

具体实例：

cadence := sync.NewCond(&sync.Mutex{}) Broadcast 广播唤醒所有 // 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 唤醒所有等待条件变量 c 的 goroutine，无需锁保护。

具体实例：

go func() { for range time.Tick(1 * time.Millisecond) { cadence.Broadcast() }}() Signal 唤醒一个协程 // 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 只唤醒任意1个等待条件变量 c 的 goroutine，无需锁保护。 有点类似 Java 中的 Notify

Wait 等待 // 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()

调用 Wait 会自动释放锁 c.L，并挂起调用者所在的 goroutine，因此当前协程会阻塞在 Wait 方法调用的地方。如果其他协程调用了 Signal 或 Broadcast 唤醒了该协程，Wait 方法结束阻塞时，并重新给 c.L 加锁，并且继续执行 Wait 后面的代码

代码示例：

c.L.Lock()for !condition() { c.Wait()}… make use of condition …c.L.Unlock() 代码示例 package syncimport ( “log” “sync” “testing” “time”)var done = falsefunc read(name string, c *sync.Cond) { c.L.Lock() for !done { c.Wait() } log.Println(name, “starts reading”) c.L.Unlock()}func write(name string, c *sync.Cond) { log.Println(name, “starts writing”) time.Sleep(time.Second) c.L.Lock() done = true c.L.Unlock() log.Println(name, “wakes all”) c.Broadcast()}func TestSyncCond(t *testing.T) { cond := sync.NewCond(&sync.Mutex{}) go read(“reader1”, cond) go read(“reader2”, cond) go read(“reader3”, cond) write(“writer”, cond) time.Sleep(time.Second * 3)}

运行结果

=== RUN   TestSyncCond 2021/08/26 11:06:48 writer starts writing 2021/08/26 11:06:49 writer wakes all 2021/08/26 11:06:49 reader3 starts reading 2021/08/26 11:06:49 reader2 starts reading 2021/08/26 11:06:49 reader1 starts reading — PASS: TestSyncCond (4.01s) PASS

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