WaitGroup的介绍
WaitGroup就是package sync用来做任务编排的一个并发原语，这个要解决的就是并发-等待的问题：现有一个goroutine A在检查点（chaeckpoint）等待一组goroutine全部完成，如果在执行任务的这些goroutine还没有全部完成，那么goroutine A就会阻塞在检查点，直到所有的goroutine都完成后才能继续执行。
WaitGroup的用法
创建一个WaitGroup对象后，可以使用Add方法向计数器添加值，然后使用Done方法从计数器减去值。最后，Wait方法将阻塞当前goroutine，直到计数器归零。
WaitGroup的实现原理
WaitGroup的实现原理比较简单。它有一个计数器，初始值为零。当调用Add方法时，它会将计数器加上传入的值。每次调用Done方法时，计数器减去一个值。最后，在调用Wait方法时，程序将阻塞，直到计数器归零。
WaitGroup的源代码：
type WaitGroup struct {
counter int64
mutex sync.Mutex
waiters sync.Cond
}
func (wg *WaitGroup) Add(delta int) {
wg.mutex.Lock()
defer wg.mutex.Unlock()
wg.counter += int64(delta)
}
func (wg *WaitGroup) Done() {
wg.Add(-1)
}
func (wg *WaitGroup) Wait() {
wg.mutex.Lock()
defer wg.mutex.Unlock()
for wg.counter > 0 {
wg.waiters.Wait()
}
}
在这个实现中，WaitGroup使用了一个互斥锁和一个条件变量，以确保在多个goroutine之间同步计数器的值。Add方法和Done方法都使用互斥锁来保护计数器的访问。Wait方法使用条件变量来等待计数器归零。
WaitGroup的实践
Demo1：使用WaitGroup等待多个goroutine执行完毕后再继续执行主函数
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
func worker(id int, wg *sync.WaitGroup) {
defer wg.Done()
fmt.Printf("Worker %d starting\n", id)
// 模拟工作时间
for i := 0; i < 100000000; i++ {
}
fmt.Printf("Worker %d done\n", id)
}
func main() {
var wg sync.WaitGroup
for i := 1; i <= 5; i++ {
wg.Add(1)
go worker(i, &wg)
}
wg.Wait()
fmt.Println("All workers done")
}
说明：该程序会启动5个goroutine，每个goroutine都会打印出自己的ID并模拟一段工作时间后结束。主函数会等待所有goroutine都执行完毕后再打印"All workers done"。
Demo2：使用WaitGroup等待多个http请求完成后再继续执行主函数
package main
import (
"fmt"
"io/ioutil"
"net/http"
"sync"
)
func fetch(url string, wg *sync.WaitGroup) {
defer wg.Done()
resp, err := http.Get(url)
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
defer resp.Body.Close()
body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
fmt.Printf("Fetched %s, Body size: %d\n", url, len(body))
}
func main() {
var wg sync.WaitGroup
urls := []string{
"https://www.baidu.com",
"https://www.google.com",
"https://www.bing.com",
}
for _, url := range urls {
wg.Add(1)
go fetch(url, &wg)
}
wg.Wait()
fmt.Println("All fetches done")
}
说明：该程序会启动3个goroutine，每个goroutine都会向一个URL发送http请求并打印出返回的body大小。主函数会等待所有goroutine都执行完毕后再打印"All fetches done"。
Demo3：使用WaitGroup实现协程池
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
const (
workerCount = 5
taskCount = 20
)
func worker(id int, tasks <-chan int, wg *sync.WaitGroup) {
defer wg.Done()
for task := range tasks {
fmt.Printf("Worker %d processing task %d\n", id, task)
// 模拟工作时间
for i := 0; i < 100000000; i++ {
}
}
}
func main() {
var wg sync.WaitGroup
tasks := make(chan int, taskCount)
for i := 1; i <= workerCount; i++ {
wg.Add(1)
go worker(i, tasks, &wg)
}
for i := 1; i <= taskCount; i++ {
tasks <- i
}
close(tasks)
wg.Wait()
fmt.Println("All tasks done")
}
说明：该程序会创建一个由5个goroutine构成的协程池，并向任务通道中发送20个任务。每个goroutine会从任务通道中获取一个任务并处理，直到任务通道关闭。主函数会等待所有协程都执行完毕后再打印"All tasks done"。