条件变量的初始化离不开互斥锁,并且它的方法有点也是基于互斥锁的。
条件变量提供的三个方法:等待通知(wait)、单发通知(signal)、广发通知(broadcast)。
// mailbox 代表信箱 // 0 代表信箱是空的,1代表信箱是满的 var mailbox uint8 // lock 代表信箱上的锁 var lock sync.RWMutex // sendCond 代表专用于发信的条件变量 var sendCond = sync.NewCond(&lock) // reveCond 代表专用于收信的条件变量 var reveCond = sync.NewCond(lock.RLocker())
sync.Cond
类型并不是开箱即用的,只能利用sync.NewCond
创建它的指针值。这个函数需要sync.Locker
类型的参数值。sync.Locker
是一个接口,它包含两个指针方法,即Lock()
和Unlock()
;因此,sync.Mutex
和sync.RWMutex
这两个类型的指针类型才是sync.Locker
接口的实现类型。lock.RLocker()
得到的值,拥有Lock和Unlock方法,其内部会分别调用lock变量的RLock方法和RUnlock方法;lock.Lock() for mailbox == 1 { sendCond.Wait() } mailbox = 1 lock.Unlock() recvCond.Signal()
lock.RLock() for mailbox == 0 { recvCond.Wait() } mailbox = 0 lock.RUnlock() sendCond.Signal()
完整代码:
package main import ( "log" "sync" "time" ) func main() { // mailbox 代表信箱 // 0 代表信箱是空的,1代表信箱是满的 var mailbox uint8 // lock 代表信箱上的锁 var lock sync.RWMutex // sendCond 代表专用于发信的条件变量 var sendCond = sync.NewCond(&lock) // reveCond 代表专用于收信的条件变量 var reveCond = sync.NewCond(lock.RLocker()) // sign 用于传递演示完成的信号 sign := make(chan struct{}, 2) max := 5 go func(max int) { // 用于发信 defer func() { sign <- struct{}{} }() for i := 1; i <= max; i++ { time.Sleep(time.Millisecond * 5) lock.Lock() for mailbox == 1 { sendCond.Wait() } log.Printf("sender [%d]: the mailbox is empty.", i) mailbox = 1 log.Printf("sender [%d]: the letter has been sent.", i) lock.Unlock() reveCond.Signal() } }(max) go func(max int) { // 用于收信 defer func() { sign <- struct{}{} }() for j := 1; j <= max; j++ { time.Sleep(time.Millisecond * 500) lock.RLock() for mailbox == 0 { reveCond.Wait() } log.Printf("receiver [%d]: the mailbox is full.", j) mailbox = 0 log.Printf("receiver [%d]: the letter has been received.", j) lock.RUnlock() sendCond.Signal() } }(max) <-sign <-sign }
(1)条件变量Wait方法主要做的四件事
条件变量的Wait方法主要做了四件事:
(2)为什么要先要锁定条件变量基于的互斥锁,才能调用它的wait方法
因为条件变量的wait方法在阻塞当前的goroutine之前,会解锁它基于的互斥锁。所以在调用wait方法之前,必须先锁定这个互斥锁,否则在调用这个wait方法时,就会引发一个不可恢复的panic。
如果条件变量的Wait方法不先解锁互斥锁的话,那就会造成两个后果:不是当前的程序因panic而崩溃,就是相关的goroutine全面阻塞。
(3)为什么用for语句来包裹调用的wait方法表达式,用if语句不行吗
if语句只会对共享资源的状态检查一次,而for语句却可以做多次检查,直到这个状态改变为止。
之所以做多次检查,主要是为了保险起见。如果一个goroutine因收到通知而被唤醒,但却发现共享资源的状态,依然不符合它的要求i,那么就应该再次调用条件变量的Wait方法,并继续等待下次通知的到来。
这种情况是很有可能发生的,具体如下面所示:
综上所述,在包裹条件变量的Wait方法的时候,我们总是应该使用for语句。
不要用if语句,因为它不能重复地执行“检查状态 - 等待通知 - 被唤醒”的这个流程。
(4)条件变量的Signal方法和Broadcast方法
条件变量signal方法和Broadcast方法都是用来发送通知的,不同的是,前者的通知只会唤醒一个因此而等待的goroutine,而后者的通知却会唤醒所有为此等待的goroutine。
条件变量的Wait方法总会把当前的 goroutine 添加到通知队列的队尾,而它的Signal方法总会从通知队列的队首开始,查找可被唤醒的 goroutine。所以,因Signal方法的通知,而被唤醒的 goroutine 一般都是最早等待的那一个。
条件变量Signal方法和Broadcast方法放置的位置:
与Wait方法不同,条件变量的Signal方法和Broadcast方法并不需要在互斥锁的保护下执行。恰恰相反,我们最好在解锁条件变量基于的那个互斥锁之后,再去调用它的这两个方法。这更有利于程序的运行效率。
条件变量的通知具有即时性:
如果发送通知的时候没有 goroutine 为此等待,那么该通知就会被直接丢弃。在这之后才开始等待的 goroutine 只可能被后面的通知唤醒。