Go sync WaitGroup使用深入理解

更新時間：2022年10月25日 14:23:06 作者：亞洲第一中鋒_哈

這篇文章主要為大家介紹了Go sync WaitGroup使用深入理解，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進步，早日升職加薪

基本介紹

WaitGroup是go用來做任務編排的一個并發(fā)原語，它要解決的就是并發(fā) - 等待的問題：

當有一個 goroutine A 在檢查點（checkpoint）等待一組 goroutine 全部完成，如果這些 goroutine 還沒全部完成，goroutine A 就會阻塞在檢查點，直到所有 goroutine 都完成后才能繼續(xù)執(zhí)行

試想如果沒有WaitGroup，想要在協(xié)程A等到其他協(xié)程執(zhí)行完成后能立馬執(zhí)行，只能不斷輪詢其他協(xié)程是否執(zhí)行完畢，這樣的問題是：

及時性差：輪詢間隔越高，及時性越差
無謂的空輪訓，浪費系統(tǒng)資源

而用WaitGroup時，協(xié)程A只用阻塞，直到其他協(xié)程執(zhí)行完畢后，再通知協(xié)程A

其他語言也提供了類似的工具，例如Java的CountDownLatch

使用

Waitgroup提供了3個方法：

func (wg *WaitGroup) Add(delta int)
func (wg *WaitGroup) Done()
func (wg *WaitGroup) Wait()

Add：增加計數(shù)值

Done：減少計數(shù)值

Wait：調用這個方法的 goroutine 會一直阻塞，直到 WaitGroup 的計數(shù)值變?yōu)?0

源碼分析

type WaitGroup struct {
   // 避免復制
   noCopy noCopy
   // 64位環(huán)境下，高32位是計數(shù)值，低32位記錄waiter的數(shù)量
   state1 uint64
   // 用于信號量
   state2 uint32
}

Add

func (wg *WaitGroup) Add(delta int) {
   // 獲取狀態(tài)值，信號量
   statep, semap := wg.state()
   // 將參數(shù)delta左32位，加到statep中，即給計數(shù)值加上delta
   state := atomic.AddUint64(statep, uint64(delta)<<32)
   // 加后的計數(shù)值
   v := int32(state >> 32)
   // waiter的數(shù)量
   w := uint32(state)
   // 加后不能是負值
   if v < 0 {
      panic( "sync: negative WaitGroup counter" )
   }
   // 有waiter的情況下，當前協(xié)程又加了計數(shù)值，panic
   // 即有waiter的情況下，不能再給waitgroup增加計數(shù)值了
   if w != 0 && delta > 0 && v == int32(delta) {
      panic( "sync: WaitGroup misuse: Add called concurrently with Wait" )
   }
   // 如果加完后v大于0，或者加完后v等于0，但沒有等待者，直接返回
   if v > 0 || w == 0 {
      return
   }
   // 接下來就是v等于0，且w大于0的情況
   // 再次檢查是否有Add和Wait并發(fā)調用的情況
   if *statep != state {
      panic( "sync: WaitGroup misuse: Add called concurrently with Wait" )
   }
   // 將計數(shù)值和waiter數(shù)量清0
   *statep = 0
   // 喚醒所有的waiter
   for ; w != 0; w-- {
      runtime_Semrelease(semap, false, 0)
   }
}

因為state高32位保存計數(shù)值，因此需要將參數(shù)delta左移32位后加到state上才正確

如果加完后v大于0，或者加完后v等于0，但沒有等待者，直接返回

v大于0：表示自己不是最后一個調用Done的協(xié)程，不用自己來釋放waiter，直接返回
v等于0，但沒有等待者：因為沒有等待者，也就不用釋放等待者，也直接返回

否則就是v等于0，且w大于0的情況：

自己是最后一個調用Done的，且還有等待者，那就喚醒所有等待者

Done

Done內部調用Add，只是參數(shù)傳-1，表示減少計數(shù)值

func (wg *WaitGroup) Done() {
   wg.Add(-1)
}

Wait

func (wg *WaitGroup) Wait() {
   statep, semap := wg.state()
   for {
      state := atomic.LoadUint64(statep)
      // v：計數(shù)值
      v := int32(state >> 32)
      w := uint32(state)
      // 如果計數(shù)值為0，自己不需要等到，直接返回
      if v == 0 {
         return
   }
      // 增加waiter計數(shù)值
 if atomic.CompareAndSwapUint64(statep, state, state+1) {
         // 自己在信號量上阻塞
         runtime_Semacquire(semap)
         // 檢查Waitgroup是否在wait返回前被重用
         if *statep != 0 {
            panic( "sync: WaitGroup is reused before previous Wait has returned" )
         }
         return
      }
   }
}

如果計數(shù)值為0，當前不需要阻塞，直接返回

否則將waiter數(shù)量加1，如果添加成功，就把自己阻塞到信號量上

被喚醒時，如果statep不為0，表示該waitgroup是否在wait返回前被重用了，panic