GolangWaitGroup源碼分析-創(chuàng)新互聯(lián)

針對(duì)Golang 1.9的sync.WaitGroup進(jìn)行分析，與Golang 1.10基本一樣除了將panic改為了throw之外其他的都一樣。
源代碼位置：sync\waitgroup.go。

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結(jié)構(gòu)體

type WaitGroup struct {
    noCopy noCopy  // noCopy可以嵌入到結(jié)構(gòu)中，在第一次使用后不可復(fù)制,使用go vet作為檢測(cè)使用
    // 位值:高32位是計(jì)數(shù)器，低32位是goroution等待計(jì)數(shù)。
    // 64位的原子操作需要64位的對(duì)齊，但是32位。編譯器不能確保它,所以分配了12個(gè)byte對(duì)齊的8個(gè)byte作為狀態(tài)。
    state1 [12]byte // byte=uint8范圍：0~255，只取前8個(gè)元素。轉(zhuǎn)為2進(jìn)制：0000 0000，0000 0000... ...0000 0000
    sema   uint32   // 信號(hào)量，用于喚醒goroution
}

不知道大家是否和我一樣，不論是使用Java的CountDownLatch還是Golang的WaitGroup，都會(huì)疑問(wèn)，可以裝下多個(gè)線程|協(xié)程等待呢？看了源碼后可以回答了，可以裝下

1111 1111 1111 ... 1111
\________32___________/

2^32個(gè)辣么多！所以不需要擔(dān)心單機(jī)情況下會(huì)被撐爆了。

函數(shù)

以下代碼已經(jīng)去掉了與核心代碼無(wú)關(guān)的race代碼。

Add

添加或者減少等待goroutine的數(shù)量。

參數(shù)delta可能是負(fù)的，加到WaitGroup計(jì)數(shù)器,可能出現(xiàn)如下結(jié)果

如果計(jì)數(shù)器變?yōu)榱悖斜蛔枞膅oroutines都會(huì)被釋放。
如果計(jì)數(shù)器變成負(fù)數(shù)，就增加恐慌。

func (wg *WaitGroup) Add(delta int) {
    // 獲取到wg.state1數(shù)組中元素組成的二進(jìn)制對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制的值
    statep := wg.state()
    // 高32位是計(jì)數(shù)器
    state := atomic.AddUint64(statep, uint64(delta)<<32)
    // 獲取計(jì)數(shù)器
    v := int32(state >> 32)
   w := uint32(state)
    // 計(jì)數(shù)器為負(fù)數(shù)，報(bào)panic
    if v < 0 {
        panic("sync: negative WaitGroup counter")
    }
    // 添加與等待并發(fā)調(diào)用，報(bào)panic
    if w != 0 && delta > 0 && v == int32(delta) {
        panic("sync: WaitGroup misuse: Add called concurrently with Wait")
    }
    // 計(jì)數(shù)器添加成功
    if v > 0 || w == 0 {
        return
    }

    // 當(dāng)?shù)却?jì)數(shù)器> 0時(shí)，而goroutine設(shè)置為0。
    // 此時(shí)不可能有同時(shí)發(fā)生的狀態(tài)突變:
    // - 增加不能與等待同時(shí)發(fā)生，
    // - 如果計(jì)數(shù)器counter == 0，不再增加等待計(jì)數(shù)器
    if *statep != state {
        panic("sync: WaitGroup misuse: Add called concurrently with Wait")
    }
    // Reset waiters count to 0.
    *statep = 0
    for ; w != 0; w-- {
        // 目的是作為一個(gè)簡(jiǎn)單的wakeup原語(yǔ)，以供同步使用。true為喚醒排在等待隊(duì)列的第一個(gè)goroutine
        runtime_Semrelease(&wg.sema, false)
    }
}

// unsafe.Pointer其實(shí)就是類似C的void *，在golang中是用于各種指針相互轉(zhuǎn)換的橋梁。
// uintptr是golang的內(nèi)置類型，是能存儲(chǔ)指針的整型，uintptr的底層類型是int，它和unsafe.Pointer可相互轉(zhuǎn)換。
// uintptr和unsafe.Pointer的區(qū)別就是：unsafe.Pointer只是單純的通用指針類型，用于轉(zhuǎn)換不同類型指針，它不可以參與指針運(yùn)算；
// 而uintptr是用于指針運(yùn)算的，GC 不把 uintptr 當(dāng)指針，也就是說(shuō) uintptr 無(wú)法持有對(duì)象，uintptr類型的目標(biāo)會(huì)被回收。
// state()函數(shù)可以獲取到wg.state1數(shù)組中元素組成的二進(jìn)制對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制的值
func (wg *WaitGroup) state() *uint64 {
    if uintptr(unsafe.Pointer(&wg.state1))%8 == 0 {
        return (*uint64)(unsafe.Pointer(&wg.state1))
    } else {
        return (*uint64)(unsafe.Pointer(&wg.state1[4]))
    }
}

Done

相當(dāng)于Add(-1)。

func (wg *WaitGroup) Done() {
    // 計(jì)數(shù)器減一
   wg.Add(-1)
}

Wait

執(zhí)行阻塞，直到所有的WaitGroup數(shù)量變成0。

func (wg *WaitGroup) Wait() {
    // 獲取到wg.state1數(shù)組中元素組成的二進(jìn)制對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制的值
    statep := wg.state()
    // cas算法
    for {
        state := atomic.LoadUint64(statep)
        // 高32位是計(jì)數(shù)器
        v := int32(state >> 32)
       w := uint32(state)
        // 計(jì)數(shù)器為0，結(jié)束等待
        if v == 0 {
            // Counter is 0, no need to wait.
            return
        }
        // 增加等待goroution計(jì)數(shù)，對(duì)低32位加1，不需要移位
        if atomic.CompareAndSwapUint64(statep, state, state+1) {
            // 目的是作為一個(gè)簡(jiǎn)單的sleep原語(yǔ)，以供同步使用
            runtime_Semacquire(&wg.sema)
            if *statep != 0 {
                panic("sync: WaitGroup is reused before previous Wait has returned")
            }
            return
        }
    }
}

使用注意事項(xiàng)

WaitGroup不能保證多個(gè) goroutine 執(zhí)行次序
WaitGroup無(wú)法指定固定的goroutine數(shù)目

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文章題目：GolangWaitGroup源碼分析-創(chuàng)新互聯(lián)
URL地址：http://muchs.cn/article14/pdjge.html

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