Go语言中Cond的使用方法

# Go语言中Cond的使用方法

## 1. Cond的基本概念

`sync.Cond`是Go语言标准库`sync`包中提供的一个条件变量类型，用于协调多个goroutine之间的同步。条件变量通常与互斥锁（`sync.Mutex`或`sync.RWMutex`）配合使用，实现更复杂的线程同步机制。

### 1.1 核心特点

- **等待通知机制**：允许goroutine在满足特定条件前挂起等待
- **广播唤醒**：支持单个唤醒（Signal）和批量唤醒（Broadcast）
- **必须与锁配合**：条件变量本身不包含锁，需要外部传入互斥锁

## 2. Cond的基本用法

### 2.1 创建Cond实例

```go
var mu sync.Mutex
cond := sync.NewCond(&mu)

注意：NewCond需要传入一个实现了Locker接口的对象（通常是Mutex或RWMutex）

2.2 等待条件满足

mu.Lock()
for !condition {
    cond.Wait() // 会自动释放锁并挂起goroutine
}
// 条件满足后继续执行
mu.Unlock()

关键点： 1. 必须在持有锁的情况下调用Wait() 2. Wait()会原子性地释放锁并挂起goroutine 3. 被唤醒后会重新获取锁

2.3 发送通知

mu.Lock()
// 修改共享变量
condition = true
// 唤醒一个等待者
cond.Signal()
// 或者唤醒所有等待者
// cond.Broadcast()
mu.Unlock()

3. 典型使用场景

3.1 生产者-消费者模型

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)

var (
	mu      sync.Mutex
	cond    = sync.NewCond(&mu)
	queue   []int
	running = true
)

func producer() {
	for i := 0; i < 10; i++ {
		mu.Lock()
		queue = append(queue, i)
		fmt.Printf("Produced: %d\n", i)
		mu.Unlock()
		cond.Signal() // 通知消费者
		time.Sleep(time.Millisecond * 500)
	}
	mu.Lock()
	running = false
	mu.Unlock()
	cond.Broadcast() // 通知所有消费者退出
}

func consumer(id int) {
	for {
		mu.Lock()
		for len(queue) == 0 && running {
			cond.Wait()
		}
		if !running && len(queue) == 0 {
			mu.Unlock()
			return
		}
		item := queue[0]
		queue = queue[1:]
		fmt.Printf("Consumer %d got: %d\n", id, item)
		mu.Unlock()
	}
}

func main() {
	go producer()
	for i := 1; i <= 3; i++ {
		go consumer(i)
	}
	time.Sleep(time.Second * 10)
}

3.2 资源池实现

type ResourcePool struct {
	resources chan interface{}
	cond      *sync.Cond
	closed    bool
}

func (p *ResourcePool) Get() (interface{}, error) {
	p.cond.L.Lock()
	defer p.cond.L.Unlock()
	
	for {
		select {
		case res := <-p.resources:
			return res, nil
		default:
			if p.closed {
				return nil, errors.New("pool closed")
			}
			p.cond.Wait()
		}
	}
}

4. 使用注意事项

4.1 虚假唤醒问题

• 即使没有收到通知，Wait()也可能返回
• 必须使用循环检查条件：for !condition { cond.Wait() }

4.2 锁的管理

• Wait()调用前必须持有锁
• Wait()返回时会重新持有锁
• Signal/Broadcast建议在持有锁时调用（非必须）

4.3 性能考虑

• Broadcast会唤醒所有等待goroutine，可能引起”惊群效应”
• 在明确知道只有一个等待者需要唤醒时，优先使用Signal

5. 与Channel的对比

选择建议： - 简单同步场景优先使用channel - 需要广播通知或复杂条件判断时使用Cond

6. 总结

sync.Cond是Go语言中实现高级同步原语的重要工具，特别适合需要条件等待和批量唤醒的场景。正确使用Cond需要注意锁的管理、虚假唤醒处理以及合理选择Signal/Broadcast。在实际开发中，应当根据具体需求在channel和Cond之间做出合适的选择。

通过本文的示例和说明，读者应该能够掌握Cond的基本用法和适用场景，避免常见的并发编程陷阱。 “`

这篇文章共计约1150字，按照Markdown格式编写，包含了： 1. 基本概念介绍 2. 详细用法说明 3. 典型场景示例 4. 注意事项 5. 与其他机制的对比 6. 总结

内容结构清晰，代码示例完整，涵盖了Cond的核心知识点。