o语言作为现代编程语言，其并发编程的优势是有目共睹的。在实际编程中，我们常常需要保证多个goroutine之间的同步，这就需要使用到Go语言的sync标准库。sync库提供了基本的同步原语，例如互斥锁（Mutex）和等待组（WaitGroup），这些都是协调和控制并发执行的重要工具。
基础应用
1. 使用Mutex实现互斥
在很多情况下，我们需要保证在任意时刻只有一个goroutine能够访问某个数据。这时我们就可以使用Mutex（互斥锁）来实现这个需求。Mutex有两个方法：Lock和Unlock。在Lock和Unlock之间的代码块，同一时刻只有一个goroutine可以执行，其他尝试执行这部分代码的goroutine会被阻塞直到锁被解开。以下面的例子为例，我们试图在多个goroutine中对一个全局变量完成加法操作：
package main import ( "fmt" "sync" ) var ( sum int mu sync.Mutex ) func worker() { for i := 0; i < 10; i++ { mu.Lock() sum = sum + 1 mu.Unlock() } } func main() { var wg sync.WaitGroup for i := 0; i < 10000; i++ { wg.Add(1) go func() { defer wg.Done() worker() }() } wg.Wait() fmt.Println(sum) }
2. 使用WaitGroup等待并发操作结束
在另外一种常见的应用场景中，我们需要开启一组goroutine去处理任务，而主goroutine需要等待这些任务完成后才能结束。这可以通过sync.WaitGroup来实现。WaitGroup有三个方法：Add增加计数，Done减少计数，Wait等待计数归零。
package main import ( "fmt" "sync" "time" ) func worker(id int, wg *sync.WaitGroup) { defer wg.Done() fmt.Printf("Worker %d starting\n", id) time.Sleep(time.Second) fmt.Printf("Worker %d done\n", id) } func main() { var wg sync.WaitGroup for i := 1; i <= 5; i++ { wg.Add(1) go worker(i, &wg) } wg.Wait() }
以上的代码中，我们创建了5个worker goroutine，main goroutine 会等待所有的worker都完成工作后才会退出。
进阶应用
以下是一些稍微复杂一些的sync库的使用例子。
全局单例
使用sync.Once来保证某个操作只执行一次。这在初始化全局变量或者单例模式中非常有用。
package main import ( "fmt" "sync" ) var once sync.Once func setup() { fmt.Println("Init function") } func worker(wg *sync.WaitGroup, n int) { once.Do(setup) fmt.Println("Worker", n) wg.Done() } func main() { var wg sync.WaitGroup for i := 0; i < 10; i++ { wg.Add(1) go worker(&wg, i) } wg.Wait() }
在以上代码中，我们保证了setup函数只被执行了一次，即使有10个goroutine都尝试去执行setup函数。
条件变量
使用sync.Cond来实现条件变量，这可以使得一个或者多个goroutine等待或者通知事件。
package main import ( "fmt" "sync" "time" ) // Button 定义一个按钮结构体 type Button struct { Clicked *sync.Cond } // 模拟一个用户界面 func simulate(button *Button) { time.Sleep(time.Second) // 用户点击button button.Clicked.Broadcast() } func main() { // 初始化Button button := Button{Clicked: sync.NewCond(&sync.Mutex{})} // 显示信息的goroutine for i := 0; i < 10; i++ { go func(i int) { // 等待button被点击 button.Clicked.L.Lock() defer button.Clicked.L.Unlock() button.Clicked.Wait() // button被点击，显示一条信息 fmt.Println("button clicked,", i) }(i) } // 模拟用户点击button go simulate(&button) time.Sleep(2 * time.Second) }
处理并发是使用Go语言开发中非常重要的一部分，理解和掌握sync标准库中的同步原语对于你写出高效可靠的并发程序是非常重要的。
希望这篇文章能够帮助你更好的理解如何在Go语言中进行并发编程，我会非常高兴收到你的反馈～
