Golang如何使用sync.Cond实现条件等待_Golang条件等待并发控制实践详解

sync.Cond用于协程间条件同步,需配合互斥锁使用,通过Wait()等待条件、signal()/Broadcast()通知,应循环检查条件以防虚假唤醒。

Golang如何使用sync.Cond实现条件等待_Golang条件等待并发控制实践详解

go语言中,sync.Cond 是一种用于协程间同步的机制,适用于某个条件未满足时让协程等待,直到其他协程通知条件已达成。它不是用来替代互斥锁或通道的,而是在特定场景下对并发控制的有力补充。本文将详细说明如何正确使用 sync.Cond 实现条件等待,并结合实际例子帮助理解其工作原理和最佳实践。

理解 sync.Cond 的基本结构

sync.Cond 由三部分组成:一个互斥锁(通常是 *sync.Mutex*sync.RWMutex)、一个条件变量和一组等待操作。它的核心方法包括:

  • Wait():释放锁并进入等待状态,直到被 Signal 或 Broadcast 唤醒,唤醒后重新获取锁。
  • Signal():唤醒一个正在等待的协程。
  • Broadcast():唤醒所有等待的协程。

必须注意的是,Wait() 调用前必须持有与 Cond 关联的锁,否则会引发 panic。

正确初始化与使用 Cond

创建 sync.Cond 时,应使用 sync.NewCond 并传入一个已初始化的锁。下面是一个标准的初始化方式:

立即学习go语言免费学习笔记(深入)”;

 mu := &sync.Mutex{} cond := sync.NewCond(mu) 

之后,在需要等待某个条件成立的地方使用 Wait(),例如等待缓冲区非空:

 cond.L.Lock() for len(buffer) == 0 {     cond.Wait() } // 处理数据 data := buffer[0] buffer = buffer[1:] cond.L.Unlock() 

这里使用 for 循环检查条件 而不是 if,是因为可能存在虚假唤醒(spurious wakeups),即协程被唤醒但条件仍未满足。因此必须循环检查条件是否真正成立。

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通知等待方:Signal 与 Broadcast 的选择

当修改了共享状态并可能使等待条件成立时,需调用 Signal()Broadcast() 来唤醒等待者。

  • 使用 Signal() 当只有一个等待者需要被唤醒,比如生产者-消费者模型中放入一个元素,只需唤醒一个消费者。
  • 使用 Broadcast() 当多个等待者可能同时满足条件,例如关闭资源池时通知所有等待协程退出。

示例:生产者在向缓冲区添加数据后发出信号:

 cond.L.Lock() buffer = append(buffer, newData) cond.L.Unlock() cond.Signal() // 唤醒一个消费者 

实战示例:线程安全的事件等待器

设想一个场景:主线程等待某个异步任务完成后再继续执行。可以使用 sync.Cond 实现事件驱动的等待逻辑。

 package main 

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

func main() { mu := &sync.Mutex{} cond := sync.NewCond(mu) ready := false

// 模拟异步任务 go func() {     time.Sleep(2 * time.Second)     cond.L.Lock()     ready = true     cond.L.Unlock()     cond.Broadcast() // 通知所有等待者 }()  // 主线程等待 cond.L.Lock() for !ready {     cond.Wait() } cond.L.Unlock()  fmt.Println("任务已完成,继续执行...")

}

这个例子展示了如何用 sync.Cond 实现“等待某一状态变为 true”的典型模式。注意,共享变量 ready 的读写都必须在锁保护下进行。

基本上就这些。合理使用 sync.Cond 可以写出高效且清晰的条件同步逻辑,关键在于始终配合锁使用、用 for 检查条件、正确选择通知方式。虽然 Go 更推荐使用 channel 进行协程通信,但在某些性能敏感或状态驱动的场景中,sync.Cond 依然是不可替代的工具

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