GO中sync包自由控制并发示例详解

在Go语言中，sync包提供了许多同步原语和锁，可以在并发编程中实现不同的控制并发的方式。下面是关于如何自由控制并发的示例详解。

使用WaitGroup控制并发执行

使用sync包的WaitGroup类型，可以实现并发执行多个任务，并等待所有任务完成后再执行后续操作的功能。WaitGroup内部有一个计数器，每增加一个goroutine，计数器加1，每个goroutine执行完之后会对计数器减1。当计数器的值变为0时，表示所有goroutine都执行完了。下面是一个使用WaitGroup控制并发执行的示例：

package main

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

func worker(id int, wg *sync.WaitGroup) {
    fmt.Printf("Worker %d starting\n", id)
    time.Sleep(time.Second)
    fmt.Printf("Worker %d done\n", id)
    wg.Done()
}

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")
}

代码中定义了一个worker函数用于模拟任务执行，该函数接收一个等待组指针作为参数，任务执行完之后会调用等待组的Done方法。在main函数中，首先创建WaitGroup实例，并使用Add方法将执行的任务数加入到等待组中，然后启动goroutine执行worker函数。最后调用等待组的Wait方法，等待所有任务执行完毕。执行结果如下：

Worker 1 starting
Worker 2 starting
Worker 3 starting
Worker 4 starting
Worker 5 starting
Worker 4 done
Worker 2 done
Worker 3 done
Worker 5 done
Worker 1 done
All workers done

使用Mutex和Cond控制并发访问共享变量

在多个goroutine并发访问共享变量时，为了避免数据竞争和不一致性问题，可以使用sync包的Mutex和Cond类型进行控制。Mutex是一种互斥锁，可以保证同时只有一个goroutine访问共享资源。Cond是在Mutex的基础上实现的条件变量，可以使goroutine在满足特定条件时才继续执行。下面是一个使用Mutex和Cond控制并发访问共享变量的示例：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    count int
    mutex sync.Mutex
    cond  *sync.Cond = sync.NewCond(&mutex)
)

func producer() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        mutex.Lock()
        count++
        fmt.Println("Producer: Producing ", count)
        cond.Signal()
        mutex.Unlock()
    }
}

func consumer() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        mutex.Lock()
        for count == 0 {
            cond.Wait()
        }
        count--
        fmt.Println("Consumer: Consuming ", count)
        mutex.Unlock()
    }
}

func main() {
    go consumer()
    go producer()
    time.Sleep(5 * time.Second)
}

代码中定义了一个共享变量count，两个goroutine分别为生产者和消费者角色。在生产者goroutine中，使用Mutex进行同步，每次将count值加1，并调用Cond的Signal方法发送信号给消费者goroutine，表示有新的资源产生。在消费者goroutine中，先获取Mutex的锁，判断count是否为0，如果是则调用Cond的Wait方法等待生产者像它发送信号，如果不是则消费资源，并将count值减1。执行结果如下：

Producer: Producing  1
Consumer: Consuming  0
Producer: Producing  1
Consumer: Consuming  0
Producer: Producing  1
Consumer: Consuming  0
Producer: Producing  1
Consumer: Consuming  0
Producer: Producing  2
Consumer: Consuming  1
Producer: Producing  3
Consumer: Consuming  2
Producer: Producing  4
Consumer: Consuming  3
Producer: Producing  5
Consumer: Consuming  4
Producer: Producing  6
Consumer: Consuming  5
Producer: Producing  7
Consumer: Consuming  6
Producer: Producing  8
Consumer: Consuming  7
Producer: Producing  9
Consumer: Consuming  8
Producer: Producing  10
Consumer: Consuming  9