Go WaitGroup及Cond底层实现原理

目录
  • WaitGroup
    • 概念
    • 底层数据结构
    • 使用方法
  • Cond
    • 概念
    • 底层数据结构
    • 使用方法

WaitGroup

概念

Go标准库提供了WaitGroup原语, 可以用它来等待一批 Goroutine 结束

底层数据结构

// A WaitGroup must not be copied after first use.
type WaitGroup struct {
 noCopy noCopy
 state1 [3]uint32
}

其中 noCopy 是 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。

state1主要是存储着状态和信号量，状态维护了 2 个计数器，一个是请求计数器counter ，另外一个是等待计数器waiter（已调用 WaitGroup.Wait 的 goroutine 的个数）

当数组的首地址是处于一个8字节对齐的位置上时，那么就将这个数组的前8个字节作为64位值使用表示状态，后4个字节作为32位值表示信号量(semaphore)；同理如果首地址没有处于8字节对齐的位置上时，那么就将前4个字节作为semaphore，后8个字节作为64位数值。

使用方法

在WaitGroup里主要有3个方法：

WaitGroup.Add()：可以添加或减少请求的goroutine数量，Add(n) 将会导致 counter += n

WaitGroup.Done()：相当于Add(-1)，Done() 将导致 counter -=1，请求计数器counter为0 时通过信号量调用runtime_Semrelease唤醒waiter线程

WaitGroup.Wait()：会将 waiter++，同时通过信号量调用 runtime_Semacquire(semap)阻塞当前 goroutine

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 1; i <= 5; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            defer wg.Done()
            println("hello")
        }()
    }
    wg.Wait()
}

Cond

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
}

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(&amp;sync.Mutex{})
    for i := 0; i &lt; 10; i++ {
        go listen(c)
    }
    go broadcast(c)
    time.Sleep(1 * time.Second)
}
func broadcast(c *sync.Cond) {
    // 原子操作
    atomic.StoreInt64(&amp;status, 1)
    c.Broadcast()
}
func listen(c *sync.Cond) {
    c.L.Lock()
    for atomic.LoadInt64(&amp;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()
}

以上就是Go WaitGroup及Cond底层实现原理的详细内容，更多关于Go WaitGroup Cond原理的资料请关注我们其它相关文章！

赞 (0)

相关推荐

  • Go并发控制WaitGroup的使用场景分析

    1. 前言 上一篇介绍了 Go并发控制--Channel 使用channel来控制子协程的优点是实现简单,缺点是当需要大量创建协程时就需要有相同数量的channel,而且对于子协程继续派生出来的协程不方便控制. 2. 使用WaitGroup控制 WaitGroup,可理解为Wait-Goroutine-Group,即等待一组goroutine结束.比如某个goroutine需要等待其他几个goroutine全部完成,那么使用WaitGroup可以轻松实现. 2.1 使用场景 下面程序展示了一个g

  • 解决Golang 中使用WaitGroup的那点坑

    sync.WaitGroup对于Golang开发者来说并不陌生,其经常作为多协程之间同步的一种机制.用好它势必会让你事半功倍,但是一旦错用将引发问题. 关于WaitGroup的使用网上有很多例子,在此就不做介绍了,我想说的是我在项目中使用WaitGroup遇到的坑. 在项目中,因为服务器有同步需求, 所以直接使用了WaitGroup,但是未考虑使用场景,结果在项目上线之后,高峰期的时候客户端经常出现卡顿,经过多方查找,才发现如果使用WaitGroup的时候,未启动单独的goroutine,那么极

  • Go语言中sync.Cond使用详解

    目录 sync.Cond 可以用来干什么? 与 Sync.Mutex 的区别 sync.Cond 使用场景 sync.Cond sync.Cond 有哪些方法 NewCond 创建实例 Broadcast 广播唤醒所有 Signal 唤醒一个协程 Wait 等待 代码示例 sync.Cond 可以用来干什么? Golang 的 sync 包中的 Cond 实现了一种条件变量,可以使用多个 Reader 等待公共资源. 每个 Cond 都会关联一个 Lock ,当修改条件或者调用 Wait 方法,

  • Go基础教程系列之WaitGroup用法实例详解

    正常情况下,新激活的goroutine(协程)的结束过程是不可控制的,唯一可以保证终止goroutine(协程)的行为是main goroutine(协程)的终止.也就是说,我们并不知道哪个goroutine(协程)什么时候结束. 但很多情况下,我们正需要知道goroutine(协程)是否完成.这需要借助sync包的WaitGroup来实现. WatiGroup是sync包中的一个struct类型,用来收集需要等待执行完成的goroutine(协程).下面是它的定义: type WaitGrou

  • Golang 标准库 tips之waitgroup详解

    WaitGroup 用于线程同步,很多场景下为了提高并发需要开多个协程执行,但是又需要等待多个协程的结果都返回的情况下才进行后续逻辑处理,这种情况下可以通过 WaitGroup 提供的方法阻塞主线程的执行,直到所有的 goroutine 执行完成. 本文目录结构: WaitGroup 不能被值拷贝 Add 需要在 Wait 之前调用 使用 channel 实现 WaitGroup 的功能 Add 和 Done 数量问题 WaitGroup 和 channel 控制并发数 WaitGroup 和

  • Go并发编程sync.Cond的具体使用

    目录 简介 详细介绍 案例:Redis连接池 注意点 简介 Go 标准库提供 Cond 原语的目的是,为等待 / 通知场景下的并发问题提供支持.Cond 通常应用于等待某个条件的一组 goroutine,等条件变为 true 的时候,其中一个 goroutine 或者所有的 goroutine 都会被唤醒执行. Cond 是和某个条件相关,这个条件需要一组 goroutine 协作共同完成,在条件还没有满足的时候,所有等待这个条件的 goroutine 都会被阻塞住,只有这一组 goroutin

  • Go WaitGroup及Cond底层实现原理

    目录 WaitGroup 概念 底层数据结构 使用方法 Cond 概念 底层数据结构 使用方法 WaitGroup 概念 Go标准库提供了WaitGroup原语, 可以用它来等待一批 Goroutine 结束 底层数据结构 // A WaitGroup must not be copied after first use. type WaitGroup struct { noCopy noCopy state1 [3]uint32 } 其中 noCopy 是 golang 源码中检测禁止拷贝的技

  • Java并发底层实现原理学习心得

    我们知道java实现的并发操作最后肯定是由我们的CPU完成的,中间经历了将java源码编译成.class文件,然后进行加载,然后虚拟机执行引擎进行执行,解释为汇编语言,然后转为操作系统指令,然后转为1,0,最后CPU进行识别执行. 提到java的并发,我们不由的就会想到java中常见的键字:volatile和synchronized,我们接下来就会从这两个关机字展开分析: volatile的底层实现原理 synchronized的实现原理和应用 volatile 说到volatile,在java

  • Vue底层实现原理总结

    前言 最近在研究 剖析Vue原理&实现双向绑定MVVM 这篇文章,一边学习一边总结一下自己的思考. Vue是一个典型的MVVM框架,模型(Model)只是普通的JavaScript对象,修改它则视图(View)会自动更新.这种设计让状态管理变得非常简单而直观.那么Vue是如何把模型和视图建立起关联的呢? 实现原理概述 这是前言提到的文章里的代码,一段典型的体现了Vue特点的代码: <div id="mvvm-app"> <input type="te

  • 对ArrayList和LinkedList底层实现原理详解

    1.说一下 ArrayList 底层实现方式? ①ArrayList 通过数组实现,一旦我们实例化 ArrayList 无参数构造函数默认为数组初始化长度为 10 ②add 方法底层实现如果增加的元素个数超过了 10 个,那么 ArrayList 底层会新生成一个数组,长度为原数组的 1.5 倍+1,然后将原数组的内容复制到新数组当中,并且后续增加的内容都会放到新数组当中.当新数组无法容纳增加的元素时,重复该过程.是一旦数组超出长度,就开始扩容数组. 扩容数组调用的方法 Arrays.copyO

  • Vue数据双向绑定底层实现原理

    简介: Vue 最独特的特性之一,是其非侵入性的响应式系统.数据模型仅仅是普通的 JavaScript 对象.而当你修改它们时,视图会进行更新.简单的说,就是数据变视图变. 当你把一个普通的 JavaScript 对象传给 Vue 实例的 data 选项,Vue 将遍历此对象所有的属性,并使用 Object.defineProperty 把这些属性全部转为 getter/setter.Object.defineProperty 是 ES5 中一个无法 shim 的特性,这也就是为什么 Vue 不

  • Java CAS底层实现原理实例详解

    Java CAS底层实现原理实例详解

    这篇文章主要介绍了Java CAS底层实现原理实例详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 一.CAS(compareAndSwap)的概念 CAS,全称Compare And Swap(比较与交换),解决多线程并行情况下使用锁造成性能损耗的一种机制. CAS(V, A, B),V为内存地址.A为预期原值,B为新值.如果内存地址的值与预期原值相匹配,那么将该位置值更新为新值.否则,说明已经被其他线程更新,处理器不做任何操作:无论哪种情

  • Python字典底层实现原理详解

    在Python中,字典是通过散列表或说哈希表实现的.字典也被称为关联数组,还称为哈希数组等.也就是说,字典也是一个数组,但数组的索引是键经过哈希函数处理后得到的散列值.哈希函数的目的是使键均匀地分布在数组中,并且可以在内存中以O(1)的时间复杂度进行寻址,从而实现快速查找和修改.哈希表中哈希函数的设计困难在于将数据均匀分布在哈希表中,从而尽量减少哈希碰撞和冲突.由于不同的键可能具有相同的哈希值,即可能出现冲突,高级的哈希函数能够使冲突数目最小化.Python中并不包含这样高级的哈希函数,几个重要

  • SQL查询的底层运行原理深入分析

    前言 SQL 语言无处不在.SQL 已经不仅仅是技术人员的专属技能了,似乎人人都会写SQL,就如同人人都是产品经理一样.如果你是做后台开发的,那么CRUD就是家常便饭.如果你是做数仓开发的,那么写SQL可能占据了你的大部分工作时间.我们在理解 SELECT 语法的时候,还需要了解 SELECT 执行时的底层原理.只有这样,才能让我们对 SQL 有更深刻的认识.本文分享将逐步分解SQL的执行过程,希望对你有所帮助. 数据准备 本文旨在说明SQL查询的执行过程,不会涉及太复杂的SQL操作,主要涉及两

  • Golang 语言map底层实现原理解析

    Golang 语言map底层实现原理解析

    在开发过程中,map是必不可少的数据结构,在Golang中,使用map或多或少会遇到与其他语言不一样的体验,比如访问不存在的元素会返回其类型的空值.map的大小究竟是多少,为什么会报"cannot take the address of"错误,遍历map的随机性等等. 本文希望通过研究map的底层实现,以解答这些疑惑. 基于Golang 1.8.3 1. 数据结构及内存管理 hashmap的定义位于 src/runtime/hashmap.go 中,首先我们看下hashmap和buck

  • HashMap底层实现原理详解

    一.快速入门 示例:有一定基础的小伙伴们可以选择性的跳过该步骤 HashMap是Java程序员使用频率最高的用于映射键值对(key和value)处理的数据类型.随着JDK版本的跟新,JDK1.8对HashMap底层的实现进行了优化,列入引入红黑树的数据结构和扩容的优化等.本文结合JDK1.7和JDK1.8的区别,深入探讨HashMap的数据结构实现和功能原理. Java为数据结构中的映射定义了一个接口java.uti.Map,此接口主要有四个常用的实现类,分别是HashMap,LinkedHas

随机推荐