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Go中Sync.Cond的介绍和使用

本篇内容介绍了“Go中Sync.Cond的介绍和使用”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

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1. 程序中的通信方式

GO语言中有句名言：“不要用共享内存来通信，而是使用通信来共享内存”。

编程语言中，通信方式分为进程间通信、线程间通信。

1.进程间通信，常用方式：

  • 有名管道

  • 无名管道

  • 信号

  • 共享内存

  • 消息队列

  • 信号灯集

  • socket

2.线程间通信，常用方式：

  • 信号量

  • 互斥锁

  • 条件变量

对于Go语言来说，Go程序启动之后对外是一个进程，内部包含若干协程，协程相当于用户态轻量级线程，所以协程的通信方式大多可以使用线程间通信方式来完成。

协程间通信方式，官方推荐使用channel，channel在一对一的协程之间进行数据交换与通信十分便捷。但是，一对多的广播场景中，则显得有点无力，此时就需要sync.Cond来辅助。

2. 什么是广播?

举个例子，上高中时，宿管老师每天早晨需要叫醒学生们去上课。这个时候，有两种解决方法：①一个寝室一个寝室的把学生叫醒。②在宿舍楼安装个广播，到起床时间时，在广播上叫醒学生。显然，使用广播的方式效率更高。

编程中的广播可以理解为：多个操作流程依赖于一个操作流程完成后才能进行某种动作，这个被依赖的操作流程在唤醒所有依赖者时使用的一种通知方式。

在Go语言中，则可以使用sync.Cond来实现多个协程之间的广播通知功能。

3. sync.Cond

cond是sync包下面的一种数据类型，相当于线程间通信的条件变量方式。

// Cond implements a condition variable, a rendezvous point // for goroutines waiting for or announcing the occurrence // of an event. // // 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  // 在第一次使用后不可复制,使用go vet作为检测使用      // L is held while observing or changing the condition   // 根据需求初始化不同的锁，如*Mutex 和 *RWMutex。注意是 指针类型     L Locker    // 具有头尾指针的链表。存储被阻塞的协程，通知时操作该链表中的协程     notify  notifyList     checker copyChecker  // 复制检查,检查cond实例是否被复制 }

该数据类型提供的方法有：

type Cond  func NewCond(l Locker) *Cond func (c *Cond) Broadcast() // 通知所有协程，广播 func (c *Cond) Signal()  // 通知一个协程 func (c *Cond) Wait()  // 阻塞等待，直到被唤醒

对应源码追溯

// 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: //       //      注意下面的写法是官方推荐的 //    c.L.Lock() //    for !condition() { //        c.Wait() //    } //    ... make use of condition ... //    c.L.Unlock() // func (c *Cond) Wait() {     // 检查c是否是被复制的，如果是就panic     c.checker.check()     // 获取等待队列的一个ticket数值，作为唤醒时的一个令牌凭证     t := runtime_notifyListAdd(&c.notify)     // 解锁     c.L.Unlock()        // 注意，上面的ticket数值会作为阻塞携程的一个标识     // 加入通知队列里面     // 到这里执行gopark()，当前协程挂起，直到signal或broadcast发起通知     runtime_notifyListWait(&c.notify, t)        // 被唤醒之后，先获取锁     c.L.Lock() }  // 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() {     c.checker.check()     runtime_notifyListNotifyOne(&c.notify)  // 随机挑选一个进行通知，wait阻塞解除 }  // 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() {     c.checker.check()     // 通知所有阻塞等待的协程     // 主要是唤醒 cond.notify 链表上的各个协程     runtime_notifyListNotifyAll(&c.notify) }

使用方法，代码示例：

var locker sync.Mutex var cond = sync.NewCond(&locker)  // NewCond(l Locker)里面定义的是一个接口,拥有lock和unlock方法。 // 看到sync.Mutex的方法,func (m *Mutex) Lock(),可以看到是指针有这两个方法,所以应该传递的是指针 func main() {     // 启动多个协程     for i := 0; i < 10; i++ {         gofunc(x int) {             cond.L.Lock()          // 获取锁             defer cond.L.Unlock()  // 释放锁                        cond.Wait()   // 等待通知，阻塞当前 goroutine                        // 通知到来的时候, cond.Wait()就会结束阻塞, do something. 这里仅打印             fmt.Println(x)         }(i)     }        time.Sleep(time.Second * 1) // 睡眠 1 秒，等待所有 goroutine 进入 Wait 阻塞状态     fmt.Println("Signal...")     cond.Signal()               // 1 秒后下发一个通知给已经获取锁的 goroutine        time.Sleep(time.Second * 1)     fmt.Println("Signal...")     cond.Signal()               // 1 秒后下发下一个通知给已经获取锁的 goroutine        time.Sleep(time.Second * 1)     cond.Broadcast()            // 1 秒后下发广播给所有等待的goroutine     fmt.Println("Broadcast...")     time.Sleep(time.Second * 1) // 等待所有 goroutine 执行完毕 }

 总结

在Go中协程间通信的方式有多种，最常用的是channel。如果牵扯多个协程的通知，可以使用sync.Cond。

查看channel、sync.Cond源码之后会发现，它们有相似之处：

  1. 阻塞协程统一被封装在 sudog 结构里面

  2. channel阻塞读/写时，用双向链表存储被阻塞导致等待唤醒的协程

  3. sync.Cond用带有头尾指针的单向链表存储被阻塞导致等待唤醒的协程

  4. 阻塞时都是使用gopark()进行协程的挂起操作

虽说有相似之处，但是却有本质区别：

  1. channel 可以用来在协程间传递数据

  2. sync.Cond 不可以在协程间传递数据，主要用来进行协程的阻塞唤醒操作。如果需要传递数据，则需要全局变量进行传递

“Go中Sync.Cond的介绍和使用”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注创新互联网站，小编将为大家输出更多高质量的实用文章！


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