Go语言sync.Cond如何使用


本篇内容介绍了“Go语言sync.Cond如何使用”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!sync.Cond是Go语言标准库中的一个类型,代表条件变量。条件变量是用于多个goroutine之间进行同步和互斥的一种机制。sync.Cond可以用于等待和通知goroutine,以便它们可以在特定条件下等待或继续执行。sync.Cond的定义如下,提供了Wait ,Singal,Broadcast以及NewCond方法NewCond方法: 提供创建Cond实例的方法Wait方法: 使当前线程进入阻塞状态,等待其他协程唤醒Singal方法: 唤醒一个等待该条件变量的线程,如果没有线程在等待,则该方法会立即返回。Broadcast方法: 唤醒所有等待该条件变量的线程,如果没有线程在等待,则该方法会立即返回。当使用sync.Cond时,通常需要以下几个步骤:定义一个互斥锁,用于保护共享数据;创建一个sync.Cond对象,关联这个互斥锁;在需要等待条件变量的地方,获取这个互斥锁,并使用Wait方法等待条件变量被通知;在需要通知等待的协程时,使用SignalBroadcast方法通知等待的协程。最后,释放这个互斥锁。下面是一个使用sync.Cond的简单示例,实现了一个生产者-消费者模型:在这个示例中,创建一个生产者在生产任务,同时创建五个消费者来消费任务。当任务数为0时,此时消费者会调用Wait方法进入阻塞状态,等待生产者的通知。当生产者产生任务后,使用Broadcast方法通知所有的消费者,唤醒处于阻塞状态的消费者,开始消费任务。这里使用sync.Cond实现多个协程之间的通信和同步。这里的原因在于调用Wait方法前如果不加锁,有可能会出现竞态条件。这里假设多个协程都处于等待状态,然后一个协程调用了Broadcast唤醒了其中一个或多个协程,此时这些协程都会被唤醒。如下,假设调用Wait方法前没有加锁的话,那么所有协程都会去调用condition方法去判断是否满足条件,然后都通过验证,执行后续操作。此时会出现的情况为,本来是需要在满足condition方法的前提下,才能执行的操作。现在有可能的效果,为前面一部分协程执行时,还是满足condition条件的;但是后面的协程,尽管不满足condition条件,还是执行了后续操作,可能导致程序出错。正确的用法应该是,在调用Wait方法前便加锁,那么即使多个协程被唤醒,一次也只会有一个协程判断是否满足condition条件,然后执行后续操作。这样子就不会出现多个协程同时判断,导致不满足条件,也执行后续操作的情况出现。sync.Cond是为了协调多个协程之间对共享数据的访问而设计的。使用sync.Cond的场景通常都涉及到对共享数据的操作,如果没有共享数据的操作,那么没有太大必要使用sync.Cond来进行协调。当然,如果存在重复唤醒的场景,即使没有对共享数据的操作,也是可以使用syn免费云主机域名c.Cond来进行协调的。通常情况下,使用sync.Cond的场景为:多个协程需要访问同一份共享数据,需要等待某个条件满足后才能访问或修改这份共享数据。在这些场景下,使用sync.Cond可以方便地实现对共享数据的协调,避免了多个协程之间的竞争和冲突,保证了共享数据的正确性和一致性。因此,如果没有涉及到共享数据的操作,就没有必要使用sync.Cond来进行协调。下面举一个使用 sync.Cond 的例子,用它来实现生产者-消费者模型。生产者往items放置元素,当items满了之后,便进入等待状态,等待消费者唤醒。消费者从items中取数据,当items空了之后,便进入等待状态,等待生产者唤醒。这里多个协程对同一份数据进行操作,且需要基于该数据判断是否唤醒其他协程或进入阻塞状态,来实现多个协程的同步和协调。sync.Cond就适合在这种场景下使用,其正是为这种场景设计的。在某些场景中,由于不满足某种条件,此时协程进入阻塞状态,等待条件满足后,由其他协程唤醒,再继续执行。在整个流程中,可能会多次进入阻塞状态,多次被唤醒的情况。比如上面生产者和消费者模型的例子,生产者可能会产生一批任务,然后唤醒消费者,消费者消费完之后,会进入阻塞状态,等待下一批任务的到来。所以这个流程中,协程可能多次进入阻塞状态,然后再多次被唤醒。sync.Cond能够实现即使协程多次进入阻塞状态,也能重复唤醒该协程。所以,当出现需要实现重复唤醒的场景时,使用sync.Cond也是非常合适的。在Sync.Cond存在一个通知队列,保存了所有处于等待状态的协程。通知队列定义如下:当调用Wait方法时,此时Wait方法会释放所持有的锁,然后将自己放到notifyList等待队列中等待。此时会将当前协程加入到等待队列的尾部,然后进入阻塞状态。当调用Signal 时,此时会唤醒等待队列中的第一个协程,其他继续等待。如果此时没有处于等待状态的协程,调用Signal不会有其他作用,直接返回。当调用BoradCast方法时,则会唤醒notfiyList中所有处于等待状态的协程。sync.Cond的代码实现比较简单,协程的唤醒和阻塞已经由运行时包实现了,sync.Cond的实现直接调用了运行时包提供的API。Wait方法首先调用runtime_notifyListAd方法,将自己加入到等待队列中,然后释放锁,等待其他协程的唤醒。Singal方法调用runtime_notifyListNotifyOne唤醒等待队列中的一个协程。Broadcast方法调用runtime_notifyListNotifyAll唤醒所有处于等待状态的协程。在上面2.5已经说明了,调用Sync.Cond方法前需要加锁,否则有可能出现竞态条件。而且,现有的sync.Cond的实现,如果在调用Wait方法前未加锁,此时会直接panic,下面是一个简单例子的说明:上面代码中,协程一每隔1s,将count字段的值自增1,然后唤醒所有处于等待状态的协程。协程二执行的条件为count的值为10的倍数,此时满足执行条件,唤醒后将会继续往下执行。但是这里在调用sync.Wait方法前,没有先获取锁,下面是其执行结果,会抛出 fatal error: sync: unlock of unlocked mutex 错误,结果如下:因此,在调用Wait方法前,需要先获取到与sync.Cond关联的锁,否则会直接抛出异常。调用sync.Wait方法,协程进入阻塞状态后被唤醒,没有重新检查条件变量,此时有可能仍然处于不满足条件变量的场景下。然后直接执行后续操作,有可能会导致程序出错。下面举一个简单的例子:在这个例子,我们启动了一个协程,定时将flag设置为true,相当于每隔一段时间,便满足执行条件,然后唤醒所有处于等待状态的协程。然后又启动了两个协程,在满足条件的前提下,开始执行后续操作,但是这里协程被唤醒后,没有重新检查条件变量,具体看第39行。这里会出现的场景是,第一个协程被唤醒后,此时执行后续操作,然后将flag重新设置为false,此时已经不满足条件了。之后第二个协程唤醒后,获取到锁,没有重新检查此时是否满足执行条件,直接向下执行,这个就和我们预期不符,可能会导致程序出错,代码执行效果如下:协程 1 flag = true
协程 0 flag = false
协程 1 flag = true
协程 0 flag = false可以看到,此时协程0执行时,flag的值均为false,说明此时其实并不符合执行条件,可能会导致程序出错。因此正确用法应该像下面这样子,被唤醒后,需要重新检查条件变量,满足条件之后才能继续向下执行。“Go语言sync.Cond如何使用”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百云主机网站,小编将为大家输出更多高质量的实用文章!

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