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Golang的sync.WaitGroup陷阱

sync.WaitGroup是併發環境中,一個相當常用的資料結構,用來等待所有協程的結束,在寫程式碼的時候都是按著例子的樣子寫的,也沒用深究過它的使用。前幾日想著能不能在協程中執行Add()函式,答案是不能,這裡介紹下。

陷阱在WaitGroup的3個函式的呼叫順序上。先回顧下3個函式的功能:

  1. Add(delta int):給計數器增加delta,比如啟動1個協程就增加1。
  2. Done():協程退出前執行,把計數器減1。
  3. Wait():阻塞等待計數器為0。

考一考

下面的程式是建立了協程father,然後father協程建立了10個子協程,main函式等待所有協程結束後退出,看看下面程式碼有沒有什麼問題?

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

func father(wg *sync.WaitGroup) {
	wg.Add(1)
	defer wg.Done()

	fmt.Printf("father\n")
	for i := 0; i < 10; i++ {
		go child(wg, i)
	}
}

func child(wg *sync.WaitGroup, id int) {
	wg.Add(1)
	defer wg.Done()

	fmt.Printf("child [%d]\n", id)
}

func main() {
var wg sync.WaitGroup go father(&wg) wg.Wait() log.Printf("main: father and all chindren exit") }

發現問題了嗎?如果沒有看下面的執行結果:main函式在子協程結束前就開始結束了。

father
main: father and all chindren exit
child [9]
child [0]
child [4]
child [7]
child [8]

陷阱分析

產生以上問題的原因在於,建立協程後在協程內才執行Add()函式,而此時Wait()函式可能

已經在執行,甚至Wait()函式在所有Add()執行前就執行了,Wait()執行時立馬就滿足了WaitGroup的計數器為0,Wait結束,主程式退出,導致所有子協程還沒完全退出,main函式就結束了。

正確的做法

Add函式一定要在Wait函式執行前執行,這在Add函式的文件中就提示了: Note that calls with a positive delta that occur when the counter is zero must happen before a Wait.

如何確保Add函式一定在Wait函式前執行呢?在協程情況下,我們不能預知協程中程式碼執行的時間是否早於Wait函式的執行時間,但是,我們可以在分配協程前就執行Add函式,然後再執行Wait函式,以此確保。

下面是修改後的程式,以及輸出結果。

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

func father(wg *sync.WaitGroup) {
	defer wg.Done()

	fmt.Printf("father\n")
	for i := 0; i < 10; i++ {
		wg.Add(1)
		go child(wg, i)
	}
}

func child(wg *sync.WaitGroup, id int) {
	defer wg.Done()
	fmt.Printf("child [%d]\n", id)
}

func main() {
	var wg sync.WaitGroup
	wg.Add(1)
	go father(&wg)

	wg.Wait()
	fmt.Println("main: father and all chindren exit")
}
father
child [9]
child [7]
child [8]
child [1]
child [4]
child [5]
child [2]
child [6]
child [0]
child [3]
main: father and all chindren exit
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  2. 本文作者:大彬
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