摘要：Go 语言中的条件变量是协程同步的一种重要机制，它允许协程在满足特定条件之前挂起，并在条件成立时被唤醒。本文将围绕Go语言的条件变量，详细介绍其等待和通知机制，并通过实际代码示例进行深入剖析。
一、
在并发编程中，协程之间的同步是一个常见且重要的任务。Go 语言提供了多种同步原语，如互斥锁（Mutex）、条件变量（Condition）等。其中，条件变量是一种特殊的锁，它允许协程在满足特定条件之前挂起，并在条件成立时被唤醒。本文将重点介绍Go语言的条件变量及其等待和通知机制。
二、条件变量的基本概念
条件变量是一种特殊的锁，它允许协程在满足特定条件之前挂起，并在条件成立时被唤醒。在Go语言中，条件变量通常与互斥锁（Mutex）一起使用，以确保在访问共享资源时的线程安全。
条件变量的主要特点如下：
1. 条件变量必须与互斥锁一起使用。
2. 条件变量提供两个操作：Wait和Signal。
3. Wait操作使当前协程挂起，直到另一个协程调用Signal或Broadcast操作。
4. Signal操作唤醒一个或多个等待的协程。
三、条件变量的使用方法
1. 创建互斥锁和条件变量
go
var mutex sync.Mutex
var condition = sync.NewCond(&mutex)
2. 使用Wait操作挂起协程
go
mutex.Lock()
// 执行一些操作...
for condition.Wait() {
// 等待条件成立
}
// 条件成立，继续执行...
mutex.Unlock()
3. 使用Signal操作唤醒协程
go
mutex.Lock()
// 执行一些操作...
condition.Signal() // 唤醒一个等待的协程
// 或者
condition.Broadcast() // 唤醒所有等待的协程
mutex.Unlock()
四、条件变量的实际应用
以下是一个使用条件变量实现生产者-消费者模型的示例：
go
package main
import (
"fmt"
"sync"
"time"
)
type Product struct {
id int
data string
}
var (
products []Product
mutex sync.Mutex
condition = sync.NewCond(&mutex)
)
func producer() {
for i := 0; i < 10; i++ {
mutex.Lock()
products = append(products, Product{id: i, data: fmt.Sprintf("product %d", i)})
condition.Signal()
mutex.Unlock()
time.Sleep(time.Millisecond 100)
}
}
func consumer() {
for {
mutex.Lock()
for len(products) == 0 {
condition.Wait()
}
product := products[0]
products = products[1:]
fmt.Printf("Consumer got product %d: %s", product.id, product.data)
mutex.Unlock()
time.Sleep(time.Millisecond 200)
}
}
func main() {
var wg sync.WaitGroup
wg.Add(1)
go producer()
wg.Add(1)
go consumer()
wg.Wait()
}
在这个示例中，生产者协程负责生产产品并将其添加到共享列表中，消费者协程则从列表中取出产品并消费。条件变量用于确保消费者在产品列表为空时挂起，直到生产者添加新产品。
五、总结
本文详细介绍了Go语言中的条件变量及其等待和通知机制。通过实际代码示例，我们了解了条件变量的使用方法及其在实际应用中的优势。在并发编程中，条件变量是一种非常有用的同步原语，可以帮助我们实现复杂的同步逻辑。
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