Go并發(fā)編程sync.Cond的具體使用
簡介
Go 標準庫提供 Cond 原語的目的是,為等待 / 通知場景下的并發(fā)問題提供支持。Cond 通常應用于等待某個條件的一組 goroutine,等條件變?yōu)?true 的時候,其中一個 goroutine 或者所有的 goroutine 都會被喚醒執(zhí)行。
Cond 是和某個條件相關,這個條件需要一組 goroutine 協(xié)作共同完成,在條件還沒有滿足的時候,所有等待這個條件的 goroutine 都會被阻塞住,只有這一組 goroutine 通過協(xié)作達到了這個條件,等待的 goroutine 才可能繼續(xù)進行下去。
這個條件可以是我們自定義的 true/false 邏輯表達式。
但是 Cond 使用的比較少,因為在大部分場景下是可以被 Channel 和 WaitGroup 來替換的。
詳細介紹
下面就是 Cond 的數(shù)據(jù)結構和對外提供的方法,Cond 內部維護了一個等待隊列和鎖實例。
type Cond struct {
noCopy noCopy
// 鎖
L Locker
// 等待隊列
notify notifyList
checker copyChecker
}
func NeWCond(l Locker) *Cond
func (c *Cond) Broadcast()
func (c *Cond) Signal()
func (c *Cond) Wait()NeWCond:
NeWCond方法需要調用者傳入一個Locker接口,這個接口就Lock/UnLock方法,所以我們可以傳入一個sync.Metex對象Signal:允許調用者喚醒一個等待當前
Cond的goroutine。如果Cond等待隊列中有一個或者多個等待的goroutine,則從等待隊列中移除第一個goroutine并把它喚醒Broadcast:允許調用者喚醒所有等待當前
Cond的goroutine。如果 Cond 等待隊列中有一個或者多個等待的goroutine,則清空所有等待的goroutine,并全部喚醒Wait:會把調用者放入
Cond的等待隊列中并阻塞,直到被Signal或者Broadcast的方法從等待隊列中移除并喚醒
案例:Redis連接池
可以看一下下面的代碼,使用了 Cond 實現(xiàn)一個 Redis 的連接池,最關鍵的代碼就是在鏈表為空的時候需要調用 Cond 的 Wait 方法,將 gorutine 進行阻塞。然后 goruntine 在使用完連接后,將連接返回池子后,需要通知其他阻塞的 goruntine 來獲取連接。
package main
import (
"container/list"
"fmt"
"math/rand"
"sync"
"time"
)
// 連接池
type Pool struct {
lock sync.Mutex // 鎖
clients list.List // 連接
cond *sync.Cond // cond實例
close bool // 是否關閉
}
// Redis Client
type Client struct {
id int32
}
// 創(chuàng)建Redis Client
func NewClient() *Client {
return &Client{
id: rand.Int31n(100000),
}
}
// 關閉Redis Client
func (this *Client) Close() {
fmt.Printf("Client:%d 正在關閉", this.id)
}
// 創(chuàng)建連接池
func NewPool(maxConnNum int) *Pool {
pool := new(Pool)
pool.cond = sync.NewCond(&pool.lock)
// 創(chuàng)建連接
for i := 0; i < maxConnNum; i++ {
client := NewClient()
pool.clients.PushBack(client)
}
return pool
}
// 從池子中獲取連接
func (this *Pool) Pull() *Client {
this.lock.Lock()
defer this.lock.Unlock()
// 已關閉
if this.close {
fmt.Println("Pool is closed")
return nil
}
// 如果連接池沒有連接 需要阻塞
for this.clients.Len() <= 0 {
this.cond.Wait()
}
// 從鏈表中取出頭節(jié)點,刪除并返回
ele := this.clients.Remove(this.clients.Front())
return ele.(*Client)
}
// 將連接放回池子
func (this *Pool) Push(client *Client) {
this.lock.Lock()
defer this.lock.Unlock()
if this.close {
fmt.Println("Pool is closed")
return
}
// 向鏈表尾部插入一個連接
this.clients.PushBack(client)
// 喚醒一個正在等待的goruntine
this.cond.Signal()
}
// 關閉池子
func (this *Pool) Close() {
this.lock.Lock()
defer this.lock.Unlock()
// 關閉連接
for e := this.clients.Front(); e != nil; e = e.Next() {
client := e.Value.(*Client)
client.Close()
}
// 重置數(shù)據(jù)
this.close = true
this.clients.Init()
}
func main() {
var wg sync.WaitGroup
pool := NewPool(3)
for i := 1; i <= 10; i++ {
wg.Add(1)
go func(index int) {
defer wg.Done()
// 獲取一個連接
client := pool.Pull()
fmt.Printf("Time:%s | 【goruntine#%d】獲取到client[%d]\n", time.Now().Format("15:04:05"), index, client.id)
time.Sleep(time.Second * 5)
fmt.Printf("Time:%s | 【goruntine#%d】使用完畢,將client[%d]放回池子\n", time.Now().Format("15:04:05"), index, client.id)
// 將連接放回池子
pool.Push(client)
}(i)
}
wg.Wait()
}運行結果:
Time:15:10:25 | 【goruntine#7】獲取到client[31847]
Time:15:10:25 | 【goruntine#5】獲取到client[27887]
Time:15:10:25 | 【goruntine#10】獲取到client[98081]
Time:15:10:30 | 【goruntine#5】使用完畢,將client[27887]放回池子
Time:15:10:30 | 【goruntine#6】獲取到client[27887]
Time:15:10:30 | 【goruntine#10】使用完畢,將client[98081]放回池子
Time:15:10:30 | 【goruntine#7】使用完畢,將client[31847]放回池子
Time:15:10:30 | 【goruntine#1】獲取到client[31847]
Time:15:10:30 | 【goruntine#9】獲取到client[98081]
Time:15:10:35 | 【goruntine#6】使用完畢,將client[27887]放回池子
Time:15:10:35 | 【goruntine#3】獲取到client[27887]
Time:15:10:35 | 【goruntine#1】使用完畢,將client[31847]放回池子
Time:15:10:35 | 【goruntine#4】獲取到client[31847]
Time:15:10:35 | 【goruntine#9】使用完畢,將client[98081]放回池子
Time:15:10:35 | 【goruntine#2】獲取到client[98081]
Time:15:10:40 | 【goruntine#3】使用完畢,將client[27887]放回池子
Time:15:10:40 | 【goruntine#8】獲取到client[27887]
Time:15:10:40 | 【goruntine#2】使用完畢,將client[98081]放回池子
Time:15:10:40 | 【goruntine#4】使用完畢,將client[31847]放回池子
Time:15:10:45 | 【goruntine#8】使用完畢,將client[27887]放回池子
注意點
- 在調用
Wait方法前,需要先加鎖,就像我上面例子中Pull方法也是先加鎖
看一下源碼就知道了,因為 Wait 方法的執(zhí)行邏輯是先將 goruntine 添加到等待隊列中,然后釋放鎖,然后阻塞,等喚醒后,會繼續(xù)加鎖。如果在調用 Wait 前不加鎖,但是里面會解鎖,執(zhí)行的時候就會報錯。
//
// c.L.Lock()
// for !condition() {
// c.Wait()
// }
// ... make use of condition ...
// c.L.Unlock()
//
func (c *Cond) Wait() {
c.checker.check()
// 添加到等待隊列
t := runtime_notifyListAdd(&c.notify)
c.L.Unlock()
// 阻塞
runtime_notifyListWait(&c.notify, t)
c.L.Lock()
}- 還是
Wait方法,在喚醒后需要繼續(xù)檢查Cond條件
就拿上面的 redis 連接案例來進行說明吧,我這里是使用了 for 循環(huán)來進行檢測。如果將 for 循環(huán)改成使用 if,也就是只判斷一次,會有什么問題?可以停下來先想想
上面說了調用者也可以使用 Broadcast 方法來喚醒 goruntine ,如果使用的是 Broadcast 方法,所有的 goruntine 都會被喚醒,然后大家都去鏈表中去獲取 redis 連接了,就會出現(xiàn)部分 goruntine拿不到連接,實際上沒有那么多連接可以獲取,因為每次只會放回一個連接到池子中。
// 如果連接池沒有連接 需要阻塞
for this.clients.Len() <= 0 {
this.cond.Wait()
}
// 獲取連接
ele := this.clients.Remove(this.clients.Front())
return ele.(*Client)到此這篇關于Go并發(fā)編程sync.Cond的具體使用的文章就介紹到這了,更多相關Go sync.Cond內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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