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4. Go Cond实现原理?


caspar
【点击观看视频】Go Cond实现原理?

# 概念

Go标准库提供了Cond原语,可以让 Goroutine 在满足特定条件时被阻塞和唤醒

# 底层数据结构

type Cond struct {
    noCopy noCopy

    // L is held while observing or changing the condition
    L Locker

    notify  notifyList
    checker copyChecker
}

type notifyList struct {
    wait   uint32
    notify uint32
    lock   uintptr // key field of the mutex
    head   unsafe.Pointer
    tail   unsafe.Pointer
}
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主要有4个字段:

  • nocopy : golang 源码中检测禁止拷贝的技术。如果程序中有 WaitGroup 的赋值行为,使用 go vet 检查程序时,就会发现有报错,但需要注意的是,noCopy 不会影响程序正常的编译和运行
  • checker:用于禁止运行期间发生拷贝,双重检查(Double check)
  • L:可以传入一个读写锁或互斥锁,当修改条件或者调用Wait方法时需要加锁
  • notify:通知链表,调用Wait()方法的Goroutine会放到这个链表中,从这里获取需被唤醒的Goroutine列表

# 使用方法

在Cond里主要有3个方法:

  • sync.NewCond(l Locker): 新建一个 sync.Cond 变量,注意该函数需要一个 Locker 作为必填参数,这是因为在 cond.Wait() 中底层会涉及到 Locker 的锁操作

  • Cond.Wait(): 阻塞等待被唤醒,调用Wait函数前需要先加锁;并且由于Wait函数被唤醒时存在虚假唤醒等情况,导致唤醒后发现,条件依旧不成立,因此需要使用 for 语句来循环地进行等待,直到条件成立为止

  • Cond.Signal(): 只唤醒一个最先 Wait 的 goroutine,可以不用加锁

  • Cond.Broadcast(): 唤醒所有Wait的goroutine,可以不用加锁

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
    "sync/atomic"
    "time"
)

var status int64

func main() {
    c := sync.NewCond(&sync.Mutex{})
    for i := 0; i < 10; i++ {
        go listen(c)
    }
    go broadcast(c)
    time.Sleep(1 * time.Second)
}

func broadcast(c *sync.Cond) {
    // 原子操作
    atomic.StoreInt64(&status, 1) 
    c.Broadcast()
}

func listen(c *sync.Cond) {
    c.L.Lock()
    for atomic.LoadInt64(&status) != 1 {
        c.Wait() 
        // Wait 内部会先调用 c.L.Unlock(),来先释放锁,如果调用方不先加锁的话,会报错
    }
    fmt.Println("listen")
    c.L.Unlock()
}
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  • 概念
  • 底层数据结构
  • 使用方法