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Go语言等待组(sync.WaitGroup)

Go语言中除了可以使用通道(channel)和互斥锁进行两个并发程序间的同步外,还可以使用等待组进行多个任务的同步,等待组可以保证在并发环境中完成指定数量的任务

在 sync.WaitGroup(等待组)类型中,每个 sync.WaitGroup 值在内部维护着一个计数,此计数的初始默认值为零。

等待组有下面几个方法可用,如下表所示。

等待组的方法
方法名 功能
(wg * WaitGroup) Add(delta int) 等待组的计数器 +1
(wg * WaitGroup) Done() 等待组的计数器 -1
(wg * WaitGroup) Wait() 当等待组计数器不等于 0 时阻塞直到变 0。

对于一个可寻址的 sync.WaitGroup 值 wg:
  • 我们可以使用方法调用 wg.Add(delta) 来改变值 wg 维护的计数。
  • 方法调用 wg.Done() 和 wg.Add(-1) 是完全等价的。
  • 如果一个 wg.Add(delta) 或者 wg.Done() 调用将 wg 维护的计数更改成一个负数,一个恐慌将产生。
  • 当一个协程调用了 wg.Wait() 时,
    • 如果此时 wg 维护的计数为零,则此 wg.Wait() 此操作为一个空操作(noop);
    • 否则(计数为一个正整数),此协程将进入阻塞状态。当以后其它某个协程将此计数更改至 0 时(一般通过调用 wg.Done()),此协程将重新进入运行状态(即 wg.Wait() 将返回)。

等待组内部拥有一个计数器,计数器的值可以通过方法调用实现计数器的增加和减少。当我们添加了 N 个并发任务进行工作时,就将等待组的计数器值增加 N。每个任务完成时,这个值减 1。同时,在另外一个 goroutine 中等待这个等待组的计数器值为 0 时,表示所有任务已经完成。

下面的代码演示了这一过程:
package main

import (
    "fmt"
    "net/http"
    "sync"
)

func main() {

    // 声明一个等待组
    var wg sync.WaitGroup

    // 准备一系列的网站地址
    var urls = []string{
        "http://www.github.com/",
        "https://www.qiniu.com/",
        "https://www.golangtc.com/",
    }

    // 遍历这些地址
    for _, url := range urls {

        // 每一个任务开始时, 将等待组增加1
        wg.Add(1)

        // 开启一个并发
        go func(url string) {

            // 使用defer, 表示函数完成时将等待组值减1
            defer wg.Done()

            // 使用http访问提供的地址
            _, err := http.Get(url)

            // 访问完成后, 打印地址和可能发生的错误
            fmt.Println(url, err)

            // 通过参数传递url地址
        }(url)
    }

    // 等待所有的任务完成
    wg.Wait()

    fmt.Println("over")
}
代码说明如下:
  • 第 12 行,声明一个等待组,对一组等待任务只需要一个等待组,而不需要每一个任务都使用一个等待组。
  • 第 15 行,准备一系列可访问的网站地址的字符串切片。
  • 第 22 行,遍历这些字符串切片。
  • 第 25 行,将等待组的计数器加1,也就是每一个任务加 1。
  • 第 28 行,将一个匿名函数开启并发。
  • 第 31 行,在匿名函数结束时会执行这一句以表示任务完成。wg.Done() 方法等效于执行 wg.Add(-1)。
  • 第 34 行,使用 http 包提供的 Get() 函数对 url 进行访问,Get() 函数会一直阻塞直到网站响应或者超时。
  • 第 37 行,在网站响应和超时后,打印这个网站的地址和可能发生的错误。
  • 第 40 行,这里将 url 通过 goroutine 的参数进行传递,是为了避免 url 变量通过闭包放入匿名函数后又被修改的问题。
  • 第 44 行,等待所有的网站都响应或者超时后,任务完成,Wait 就会停止阻塞。

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