【一分钟快学】 Go 中的 sync.Cond: 通俗解析与简单实践

sync.Cond 是 Go 语言标准库中 sync 包提供的一个条件变量工具，它用于协调想要访问共享资源的多个 goroutine 之间的同步。理解 sync.Cond 的工作原理，我们可以将其比喻为一种等候室的机制：

工作原理（通俗解释）

假设有一个等候室（sync.Cond），在这个等候室里，多个人（goroutine）可能因为某种原因需要等待（比如等待医生来）。这个等候室提供了三个主要的功能：

1. 等待（Wait）：当某人需要等待某件事发生（比如等待医生来）时，他可以在等候室中等待。这时，他就坐下来（goroutine 休眠），释放了他在等候室中占用的座位（释放锁），以便让新来的人（其他 goroutine）有地方坐。
2. 通知（Signal）：当医生来了（条件满足）时，工作人员（另一个 goroutine）会通知等候室中的一个正在等待的人（唤醒一个等待的 goroutine），告诉他可以进行他需要的操作了。
3. 广播（Broadcast）：如果医生宣布他可以看所有的病人了（条件对所有等待者都满足），工作人员会通知等候室里所有的人（唤醒所有等待的 goroutine）。

注意事项

• 锁定和解锁：使用 sync.Cond 必须和锁（通常是 sync.Mutex 或 sync.RWMutex）一起使用。在调用 Wait 方法之前，你需要手动锁定；Wait 会自动释放锁，并在条件满足，被唤醒后重新锁定。
• 避免虚假唤醒：即使没有接到通知（Signal/Broadcast），Wait 有时也会返回。因此，在 Wait 后再次检查条件是否真的满足是一个好习惯。
• 正确使用 Signal 和 Broadcast：使用 Signal 是指你知道有其他 goroutine 正在等待这个特定的条件变量，并且你想唤醒一个；使用 Broadcast 是知道你想唤醒所有等待的 goroutine。

如何使用

下面是一个简单的使用 sync.Cond 的例子：

package main

import (
    "sync"
    "fmt"
)

func main() {
    var mutex sync.Mutex
    cond := sync.NewCond(&mutex)

    go func() {
        mutex.Lock()
        // 这里是等待条件满足的逻辑
        cond.Wait() // 等待条件变量的通知
        fmt.Println("条件满足，继续执行")
        mutex.Unlock()
    }()

    // 模拟条件满足的情况
    mutex.Lock()
    cond.Signal() // 发出条件已经满足的信号
    mutex.Unlock()

    // 让 main goroutine 等待，以便观察输出
    select {}
}

我们创建了一个条件变量 cond 和一个互斥锁 mutex。一个 goroutine 会在条件变量上等待，直到另一个 goroutine 通过调用 Signal 方法通知条件满足。