详解Go语言中sync.Cond使用方法及使用场景

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

//EachCondhasanassociatedLockerL(oftena*Mutexor*RWMutex),//whichmustbeheldwhenchangingtheconditionand//whencallingtheWaitmethod.////ACondmustnotbecopiedafterfirstuse.typeCondstruct{noCopynoCopy//LisheldwhileobservingorchangingtheconditionLLockernotifynotifyListcheckercopyChecker}

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

funcNewCond(lLocker)*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

//Broadcastwakesallgoroutineswaitingonc.////Itisallowedbutnotrequiredforthecallertoholdc.L//duringthecall.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：

gofunc(){forrangetime.Tick(1*time.Millisecond){cadence.Broadcast()}}()复制代码

Signal 唤醒一个协程

//Signalwakesonegoroutinewaitingonc,ifthereisany.////Itisallowedbutnotrequiredforthecallertoholdc.L//duringthecall.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

//Waitatomicallyunlocksc.Landsuspendsexecution//ofthecallinggoroutine.Afterlaterresumingexecution,//Waitlocksc.Lbeforereturning.Unlikeinothersystems,//WaitcannotreturnunlessawokenbyBroadcastorSignal.////Becausec.LisnotlockedwhenWaitfirstresumes,thecaller//typicallycannotassumethattheconditionistruewhen//Waitreturns.Instead,thecallershouldWaitinaloop:////c.L.Lock()//for!condition(){//c.Wait()//}//...makeuseofcondition...//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()}...makeuseofcondition...c.L.Unlock()

代码示例

packagesyncimport("log""sync""testing""time")vardone=falsefuncread(namestring,c*sync.Cond){c.L.Lock()for!done{c.Wait()}log.Println(name,"startsreading")c.L.Unlock()}funcwrite(namestring,c*sync.Cond){log.Println(name,"startswriting")time.Sleep(time.Second)c.L.Lock()done=truec.L.Unlock()log.Println(name,"wakesall")c.Broadcast()}funcTestSyncCond(t*testing.T){cond:=sync.NewCond(&sync.Mutex{})goread("reader1",cond)goread("reader2",cond)goread("reader3",cond)write("writer",cond)time.Sleep(time.Second*3)}

运行结果

===RUNTestSyncCond2021/08/2611:06:48writerstartswriting2021/08/2611:06:49writerwakesall2021/08/2611:06:49reader3startsreading2021/08/2611:06:49reader2startsreading2021/08/2611:06:49reader1startsreading---PASS:TestSyncCond(4.01s)PASS