为什么要做同步

在进入正题前，我们先习惯性地摸着良心问问自（ji）己 (ji) 个：为什么要做同步处理？

假设现在有多个协程并发访问操作同一块内存中的数据，那么可能上一纳秒第一个协程刚把数据从寄存器拷贝到内存，第二个协程马上又把此数据用它修改的值给覆盖了，这样共享数据变量会乱套。

举个栗子：

package main

import(
    "fmt"
    "time"
)

var share_cnt uint64 = 0

func incrShareCnt() {
    for i:=0; i < 10000; i++ {
        share_cnt++
    }
}

func main()  {

    for i:=0; i < 2; i++ {
        go incrShareCnt()
    }

    time.Sleep(10*time.Second)
    
    fmt.Println(share_cnt)
}

上面代码用2个协程序并发各自增一个全局变量1000000 次，我们来看一下打印输出的结果：

dashu@dashu > /data1/htdocs/go_practice > go run test.go
1014184
dashu@dashu > /data1/htdocs/go_practice > go run test.go
1026029
dashu@dashu > /data1/htdocs/go_practice > go run test.go
19630
...

从打印结果我们可以看到，虽然代码中我们对一个全局变量自增了20000次，但是没有一次打印输出20000的结果，原因就是因为协程间共享数据时发生了数据覆盖。实际上面的代码无聊sleep多就久都不会打印输出20000。

协程同步方法

那么，如何才能让数据在goroutine之间达到同步呢？下面跟大家分享以下三种数据同步的方式：

• time.Sleep
• channel
• sync.WaitGroup

time.Sleep

为什么sleep可以用来实现数据同步呢？我们看个栗子：

func main()  {
    go func() {
        fmt.Println("goroutine1")
    }()

    go func() {
        fmt.Println("goroutine2")
    }()
}

执行上面那段代码你会发现没有任何输出，原因是：主协程在两个协程还没执行完就已经结束了，而主协程结束时会结束所有其他协程， 所以导致代码运行的结果什么都没有。

我们在主协程结束前 sleep 一段时间就 可能出现 了结果：

func main()  {
    go func() {
        fmt.Println("goroutine1")
    }()

    go func() {
        fmt.Println("goroutine2")
    }()

    time.Sleep(time.Second)
}

打印输出：

goroutine1
goroutine2

为什么上面我要说 “可能会出现” 呢？上面代码中我们设置了睡眠时间为1s，由于协程的处理逻辑比较简单，所以能正常打印输出上面结果；如果我这两个协程里面执行了很复杂的逻辑操作（时间大于 1s），那么就会发现依旧也是无结果打印出来的。

所以又一个问题来了：我们无法确定需要睡眠多久

看来这sleep着实不靠谱，有没有什么办法来代替sleep呢？答案肯定是有的，我们来看第二种方法。

channel(信道)

channel是如何实现goroutine同步的呢？我们再看个典型的栗子：channel实现简单的生产者和消费者

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func producer(ch chan int, count int) {
    for i := 1; i <= count; i++ {
        fmt.Println("大妈做第", i, "个面包")
        ch <- i
        
        // 睡眠一下，可以让整个生产消费看得更清晰点
        time.Sleep(time.Second * time.Duration(1))
    }
}

func consumer(ch chan int, count int) {
    for v := range ch {
        fmt.Println("大叔吃了第", v, "个面包")
        count--
        if count == 0 {
            fmt.Println("没面包了，大叔也饱了")
            close(ch)
        }
    }
}

func main() {
    ch := make(chan int)
    count := 5
    go producer(ch, count)
    consumer(ch, count)
}

上面代码中，我们另外起了个 goroutine 让大妈来生产5个面包（实际就是往channel中写数据），主 goroutine 让大叔不断吃面包（从channel中读数据）。我们来看一下输出结果：

大妈做第 1 个面包
大叔吃了第 1 个面包
大妈做第 2 个面包
大叔吃了第 2 个面包
大妈做第 3 个面包
大叔吃了第 3 个面包
大妈做第 4 个面包
大叔吃了第 4 个面包
大妈做第 5 个面包
大叔吃了第 5 个面包
没面包了，大叔也饱了

从输出结果我们可以看到，大妈一共做了5个面包，大叔一共吃了5个面包，同步上了！

「Tip」：

上面代码，我们用 for-range 来读取 channel的数据，for-range 是一个很有特色的语句，有以下特点：

• 如果 channel 已经被关闭，它还是会继续执行，直到所有值被取完，然后退出执行
• 如果通道没有关闭，但是channel没有可读取的数据，它则会阻塞在 range 这句位置，直到被唤醒。
• 如果 channel 是 nil，那么同样符合我们上面说的的原则，读取会被阻塞，也就是会一直阻塞在 range 位置。

我们来验证一下，我们把上面代码中的 close(ch) 移到主协程中试试：

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func producer(ch chan int, count int) {
    for i := 1; i <= count; i++ {
        fmt.Println("大妈做第", i, "个面包")
        ch <- i
        
        // 睡眠一下，可以让整个生产消费看得更清晰点
        time.Sleep(time.Second * time.Duration(1))
    }
}

func consumer(ch chan int, count int) {
    for v := range ch {
        fmt.Println("大叔吃了第", v, "个面包")
        count--
        if count == 0 {
            fmt.Println("没面包了，大叔也饱了")
        }
    }
}

func main() {
    ch := make(chan int)
    count := 5
    go producer(ch, count)
    consumer(ch, count)
    close(ch)
}

打印输出：

大妈做第 1 个面包
大叔吃了第 1 个面包
大妈做第 2 个面包
大叔吃了第 2 个面包
大妈做第 3 个面包
大叔吃了第 3 个面包
大妈做第 4 个面包
大叔吃了第 4 个面包
大妈做第 5 个面包
大叔吃了第 5 个面包
没面包了，大叔也饱了
fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

goroutine 1 [chan receive]:
main.consumer(0xc00008c060, 0x0)
 /data1/htdocs/go_project/src/github.com/cnyygj/go_practice/test.go:19 +0x5f
main.main()
 /data1/htdocs/go_project/src/github.com/cnyygj/go_practice/test.go:32 +0x7c
exit status 2

果然阻塞掉了，最终形成了死锁，抛出异常了。

sync.WaitGroup

如果你觉的上面两种方法还不过瘾，接下来我们再看个方法：sync.WaitGroup

WaitGroup 内部实现了一个计数器，用来记录未完成的操作个数，它提供了三个方法：

• Add() 用来添加计数
• Done() 用来在操作结束时调用，使计数减一 【我不会告诉你 Done() 方法的实现其实就是调用 Add(-1)】
• Wait() 用来等待所有的操作结束，即计数变为 0，该函数会在计数不为 0 时等待，在计数为 0 时立即返回

还是看栗子：

func main()  {
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(2) // 因为有两个动作，所以增加2个计数

    go func() {
        fmt.Println("Goroutine 1")
        wg.Done() // 操作完成，减少一个计数
    }()

    go func() {
        fmt.Println("Goroutine 2")
        wg.Done() // 操作完成，减少一个计数
    }()

    wg.Wait() // 等待，直到计数为0

}

打印输出：

Goroutine 1
Goroutine 2

以上就是今天要跟大家分享的内容，欢迎留言交流～