Go语言并发编程：sync.WaitGroup 的安全重用详解

霞舞

发布时间：2025-10-26 11:03:15

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来源于php中文网

原创

go语言并发编程：sync.waitgroup 的安全重用详解

`sync.WaitGroup` 是 Go 语言中用于等待一组 goroutine 完成的同步原语。本文将深入探讨 `sync.WaitGroup` 的安全重用问题，通过代码示例和内部实现分析，阐述其在并发场景下的正确使用方式，并强调其设计的灵活性和安全性。重点在于确保 `Add` 操作在 `Wait` 操作之前发生，以避免潜在的竞态条件。

在 Go 语言的并发编程中，sync.WaitGroup 是一个至关重要的工具，用于等待一组 goroutine 完成其任务。许多开发者在使用 sync.WaitGroup 时，会产生一个疑问：在调用 Wait() 方法后，是否可以安全地重用同一个 sync.WaitGroup 实例？本文将详细解答这个问题，并通过示例代码和内部机制分析，帮助你更好地理解和使用 sync.WaitGroup。

sync.WaitGroup 的安全重用

答案是肯定的，sync.WaitGroup 可以安全地重用。Go 语言的设计允许在 Wait() 方法调用完成后，重新使用同一个 sync.WaitGroup 实例。事实上，sync.WaitGroup 的设计甚至支持更灵活的用法，例如在多个 goroutine 中并发地调用 Wait() 方法，以及根据具体场景灵活地交错使用 Add() 和 Done() 方法。

关键在于确保 Add() 方法的调用发生在 Wait() 方法之前。这意味着，在任何 goroutine 调用 Wait() 之前，必须先通过 Add() 方法设置需要等待的 goroutine 数量。否则，Wait() 方法可能会立即返回，导致程序逻辑错误。

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代码示例

以下是一个示例代码，展示了如何安全地重用 sync.WaitGroup：

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package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func worker(who string, in <-chan int, wg *sync.WaitGroup) {
    for i := range in {
        fmt.Println(who, i)
        wg.Done()
    }
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup

    AIn := make(chan int, 1)
    BIn := make(chan int, 1)

    go worker("a:", AIn, &wg)
    go worker("b:", BIn, &wg)

    for i := 0; i < 4; i++ {
        wg.Add(2) // 设置需要等待的 goroutine 数量
        AIn <- i
        BIn <- i
        wg.Wait() // 等待所有 goroutine 完成
        fmt.Println("main:", i)
    }
    close(AIn)
    close(BIn)
}

在这个示例中，main 函数循环四次，每次循环都通过 wg.Add(2) 设置需要等待的 goroutine 数量为 2，然后启动两个 worker goroutine。在 Wait() 方法返回后，循环继续进行，sync.WaitGroup 被安全地重用。

内部实现

为了更好地理解 sync.WaitGroup 的安全性，可以简单了解其内部实现。sync.WaitGroup 结构体包含一个互斥锁（Mutex）、两个 int32 类型的计数器（counter 和 waiters）以及一个信号量（sema）。

counter: 用于记录需要等待的 goroutine 数量。
waiters: 用于记录等待的 goroutine 数量。
sema: 用于阻塞和唤醒等待的 goroutine。

Add() 方法用于增加 counter 的值，Done() 方法用于减少 counter 的值，Wait() 方法用于阻塞当前 goroutine，直到 counter 的值变为 0。互斥锁用于保护这些变量的并发访问。

注意事项

在使用 sync.WaitGroup 时，需要注意以下几点：

Add() 必须在 Wait() 之前调用：这是最重要的一点，确保 Wait() 方法能够正确地等待所有 goroutine 完成。
Add() 的参数必须大于等于 0：如果 Add() 的参数小于 0，会导致 panic。
避免 Done() 调用次数超过 Add() 的参数值：如果 Done() 调用次数超过 Add() 的参数值，会导致 panic。
sync.WaitGroup 是值类型：这意味着在传递 sync.WaitGroup 时，会进行值复制。因此，建议使用指针传递 sync.WaitGroup，以避免不必要的复制。