使用 sync.Cond 來協(xié)調(diào)并發(fā) goroutine 的訪問共享資源
使用 sync.Cond 解決并發(fā)訪問共享資源問題
在并發(fā)編程中，當多個 goroutine 需要訪問共享資源時，我們需要使用一些機制來協(xié)調(diào)它們的執(zhí)行順序，以避免競態(tài)條件和數(shù)據(jù)不一致的問題。在 Go 語言中，sync.Cond 條件變量就是一種常用的機制，它可以用來等待和通知其他 goroutine。
sync.Cond 和互斥鎖的區(qū)別
互斥鎖（sync.Mutex）用于保護臨界區(qū)和共享資源，而 sync.Cond 則用于協(xié)調(diào)多個 goroutine 的執(zhí)行順序。互斥鎖只能一個 goroutine 持有鎖，其他 goroutine 必須等待鎖被釋放才能繼續(xù)執(zhí)行。而 sync.Cond 可以讓等待的 goroutine 在條件滿足時被喚醒，進而繼續(xù)執(zhí)行。
sync.Cond 的四個方法
sync.Cond 的定義如下：
// 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
// L is held while observing or changing the condition
L Locker
notify notifyList
checker copyChecker
}每個 Cond 實例都會關(guān)聯(lián)一個鎖 L（互斥鎖 *Mutex，或讀寫鎖 *RWMutex），當修改條件或者調(diào)用 Wait 方法時，必須加鎖。
1. NewCond 創(chuàng)建實例
func NewCond(l Locker) *CondNewCond 方法用于創(chuàng)建一個 Cond 實例，并關(guān)聯(lián)一個鎖（互斥鎖或讀寫鎖）。
2. Broadcast 廣播喚醒所有等待的 goroutine
// 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()Broadcast 方法用于喚醒所有等待條件變量 c 的 goroutine。它不需要持有鎖來調(diào)用。
3. Signal 喚醒一個等待的 goroutine
// 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()Signal 方法用于喚醒一個等待條件變量 c 的 goroutine。它不需要持有鎖來調(diào)用。
4. Wait 等待條件變量滿足
// 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:
//
// c.L.Lock()
// for !condition() {
// c.Wait()
// }
// ... make use of condition ...
// c.L.Unlock()
//
func (c *Cond) Wait()Wait 方法會自動釋放鎖，并掛起當前的 goroutine，直到條件變量 c 被 Broadcast 或 Signal 喚醒。被喚醒后，Wait 方法會重新獲得鎖，并繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的代碼。
使用示例
下面是一個使用 sync.Cond 的示例，實現(xiàn)了一個簡單的讀寫同步機制：
package main
import (
"fmt"
"sync"
"time"
)
var done = false
func read(str string, c *sync.Cond) {
c.L.Lock()
for !done {
c.Wait()
}
fmt.Println(str, "start reading")
c.L.Unlock()
}
func write(str string, c *sync.Cond) {
fmt.Println(str, "start writing")
time.Sleep(2 * time.Second)
c.L.Lock()
done = true
c.L.Unlock()
fmt.Println(str, "wake up all")
c.Broadcast()
}
func main() {
m := &sync.Mutex{}
c := sync.NewCond(m)
go read("reader1", c)
go read("reader2", c)
write("writer", c)
time.Sleep(5 * time.Second)
}在這個示例中，有兩個讀取協(xié)程（reader1 和 reader2）和一個寫入?yún)f(xié)程（writer）。寫入?yún)f(xié)程在執(zhí)行后會通知所有等待的讀取協(xié)程，讀取協(xié)程在條件滿足時才能開始讀取。
輸出結(jié)果如下：
writer start writing
writer wake up all
reader2 start reading
reader1 start reading通過使用 sync.Cond，我們可以很方便地實現(xiàn)多個 goroutine 之間的等待和通知機制，從而更好地協(xié)調(diào)并發(fā)訪問共享資源的執(zhí)行順序。
