Go 标准库源码分析 - sync包的cond

最新推荐文章于 2025-05-17 03:29:36 发布

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分类专栏： golang 文章标签： go 并发编程多线程

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/sinat_41790904/article/details/113823476

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本文分析了Go标准库中的sync包的cond结构，详细介绍了如何使用NewCond、Wait、Signal和Broadcast方法。cond允许goroutine在特定条件满足时等待，或者由master goroutine通知事件发生，从而实现并发控制。在使用cond时，必须确保在调用Wait、Signal和Broadcast时持有锁，否则会导致错误。同时，文章还探讨了cond的check方法，用于防止Cond对象被复制，避免并发场景下的安全性问题。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

sync包的cond实现了一种条件变量，当共享的资源未准备好时，多个goroutine挂起等待，直到一个master goroutine通知事件发生。

一、数据结构

type Cond struct {
	noCopy noCopy              // 实现了Locker接口，使得Cond对象在go vet扫描时能够检测出Cond对象是否被复制
	L Locker                   // 实现了Locker接口，通常使用Mutex或RWMutex
	notify  notifyList         // 维护了等待被唤醒的goroutine队列
	checker copyChecker        // 实际上是uintptr对象，保存自身对象地址
}

二、使用方法

1. NewCond

构建一个新的Cond对象，需要传入一个Locker

func NewCond(l Locker) *Cond {
	return &Cond{L: l}
}

2. Wait

在调用该方法时，需保证已获得了Cond对象的锁，否则会报错

func (c *Cond) Wait() {
	c.checker.check()                        // 检查Cond对象是否被复制
	t := runtime_notifyListAdd(&c.notify)    // 将当前goroutine加入等待唤醒队列
	c.L.Unlock()
	runtime_notifyListWait(&c.notify, t)     // 将当前goroutine挂起，接收到通知时才会被唤醒
	c.L.Lock()
}

3. Signal

会按顺序唤醒一个等待的goroutine

func (c *Cond) Signal() {
	c.checker.check()
	runtime_notifyListNotifyOne(&c.notify)
}

4. Broadcast

会唤醒所有等待的goroutine

func (c *Cond) Broadcast() {
	c.checker.check()
	runtime_notifyListNotifyAll(&c.notify)
}

可以看到在Wait、Signal、Broadcast方法中均有调用到私有属性checker的check方法去检查cond对象是否被复制，以下是check方法的代码

func (c *copyChecker) check() {
	if uintptr(*c) != uintptr(unsafe.Pointer(c)) &&
		!atomic.CompareAndSwapUintptr((*uintptr)(c), 0, uintptr(unsafe.Pointer(c))) &&
		uintptr(*c) != uintptr(unsafe.Pointer(c)) {
		panic("sync.Cond is copied")
	}
}

首先检查当前checker的地址是否等于保存在checker中的地址，因为Cond对象被复制时，checker会被重新分配内存，此时与保存在checker的地址不等
check方法第一次调用时会将checker对象地址赋值给自身，第二步对checker对象进行原子CAS操作，将当前checker地址赋值给值为空的checker
存在一种情况，在CAS操作前，该goroutine被挂起，其他goroutine并发地修改了checker而导致此次CAS操作返回false而panic，因此需要重复操作1
若1、2、3皆不满足，则表示该Cond是复制的，抛出panic