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Golang Sync包Cond变量使用场景_复杂的协程同步通知机制

P粉602998670

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发布时间:2026-02-15 14:01:49

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来源于php中文网

原创

cond适用于多个goroutine等待同一条件并需主动唤醒的协作场景,如生产者-消费者模型;必须与sync.mutex配合使用,wait前需加锁,返回后须在锁保护下重检条件以防虚假唤醒。

golang sync包cond变量使用场景_复杂的协程同步通知机制

Cond 适合什么场景:多个 goroutine 等待同一条件,且需主动唤醒

它不是 sync.Mutexsync.WaitGroup 的替代品,而是解决“等某个状态就绪再继续”的协作问题。典型如生产者-消费者模型里,消费者等缓冲区非空,生产者写入后通知所有等待的消费者。

常见错误是把它当信号量用——比如只唤醒一个 goroutine 却没配好条件检查逻辑,结果唤醒了但条件仍不满足,直接 panic 或死锁。

  • 必须和 sync.Mutex 配合使用:所有对共享状态的读写、c.Wait() 前都得加锁
  • c.Signal() 只唤醒一个等待者,c.Broadcast() 唤醒全部;选哪个取决于业务语义——比如“有新任务”适合 Broadcast,“取走一个任务”后只需 Signal 一个即可
  • Wait 返回前会自动重新获取锁,所以退出 Wait 后要再次检查条件是否真满足(防止虚假唤醒)

为什么不能跳过条件重检:虚假唤醒真实存在

Go 运行时或底层 OS 可能无理由唤醒等待中的 goroutine,这不是 bug,是 POSIX 条件变量的设计约定。跳过重检会导致读到脏数据或执行非法操作。

比如消费者在 Wait 返回后直接从空切片取元素,就会 panic:panic: runtime error: index out of range

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  • 正确模式是:for len(queue) == 0 { c.Wait() },而不是 if len(queue) == 0 { c.Wait() }
  • 重检必须在锁保护下进行,否则检查和后续操作之间可能被其他 goroutine 修改状态
  • 条件变量本身不保存状态,它只是个通知通道——状态还得你自己管

Cond.Wait() 必须在 Lock/Unlock 之间调用,否则 panic

这是最常踩的坑:c.Wait() 内部会先释放锁,等唤醒后再抢锁。如果调用前没加锁,运行时直接 panic:sync: Cond.Wait outside of lock

示例错误写法:

c := sync.NewCond(&sync.Mutex{})
go func() {
    c.Wait() // panic!没 Lock 就 Wait
}()
  • 正确顺序:Lock → 检查条件 → Wait(自动 Unlock)→ 被唤醒 → 自动 Lock → 重检 → Unlock
  • 别在 defer 里 Unlock 错误位置:Wait 前必须已 Lock,Wait 返回后锁已被重新获取,此时再 Unlock 才合理
  • 如果用的是 sync.RWMutex,注意 Cond 只接受 *sync.Mutex,不支持读写锁

性能与可维护性提醒:Cond 不是首选同步原语

绝大多数场景,channel 更直观、更安全。Cond 的优势仅在于:需要广播通知 + 多个 goroutine 共享同一状态 + 对唤醒时机有精细控制(比如只唤醒特定类型等待者)。

滥用 Cond 容易让逻辑散落在各处:状态判断、修改、唤醒混在不同函数里,调试困难。

  • 优先考虑 channel:带缓冲的 channel 天然适配生产者-消费者,select 支持超时和默认分支,不易出错
  • Cond 更适合底层封装,比如实现自定义的资源池、事件总线、或者兼容 C-style 条件变量接口的库
  • 一旦用了 Cond,就把“状态变量 + Mutex + Cond”三者绑定为一个内聚单元,别拆开传参或全局暴露

Cond 的复杂度不在 API,而在状态一致性维护——稍不注意,唤醒和条件就脱节了。

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