Condition variables in Golang difference between Signal and Broadcast

概述Golang 标准库中提供了sync.Mutex 用于多线程之间的同步。 同时也提供了条件变量配合Mutex结合使用。 条件变量主要的使用场景是： 当线程要执行A *** 作时，条件B未满足，而无法执行A *** 作，此时使当前线程进入睡眠状态（进入睡眠状态前会释放锁），等待条件B，当条件B出现时，发送通知唤醒因等待条件B而进入沉睡的线程。 实例说明 一条专门用于读取文件A的线程T1， 一条专门用于写入文件A的线

Golang 标准库中提供了sync.Mutex 用于多线程之间的同步。
同时也提供了条件变量配合Mutex结合使用。
条件变量主要的使用场景是：

当线程要执行A *** 作时，条件B未满足，而无法执行A *** 作，此时使当前线程进入睡眠状态（进入睡眠状态前会释放锁），等待条件B，当条件B出现时，发送通知唤醒因等待条件B而进入沉睡的线程。

实例说明

一条专门用于读取文件A的线程T1， 一条专门用于写入文件A的线程T2。通过锁M1做读写的同步 *** 作。当T1获取锁M1时，读取文件A，当读取到EOF时，不希望就此结束，而是希望等待，当T2向文件A写入内容后，又可以继续读出内容。此时T1应当释放锁并且通过条件变量进入睡眠状态，然后T2获取锁，对文件进行写入。写完之后释放锁，并且发送一个通知用于唤醒T1，T1被唤醒后，试图获取锁，获取成功后继续进行读 *** 作。

上面的例子中，通过条件变量唤醒睡眠的线程，有两种方式，Signal和broadcast，如果是Signal会在因当前条件变量而进入睡眠的线程中随机选取一条线程唤醒，然后该线程试图获取锁，如果获取成功，则执行之后的代码逻辑，如果未获取成功则会一直等待，直到获取锁。如果是broadcast，会将所有因当前条件变量而进入睡眠的线程全部唤醒，所有的线程一起去试图获取锁，哪一条线程先获取到，哪一条线程先执行，其余的线程则继续等待，直到上一次抢到锁的线程释放锁时，再一次开始对于锁的争抢。（注意这里的线程被条件变量唤醒之后，即使未抢到锁，也不再需要条件变量对其进行再一次的通知唤醒）

下面通过代码后打印结果来更深刻的体会

package mainimport (    "sync"    "fmt"    "time"    "math/rand")type T struct {    l *sync.Mutex // 锁    c *sync.Cond  //条件变量}func main() {    wg := sync.WaitGroup{}    wg.Add(1)    var t *T = new(T)    t.l = new(sync.Mutex)    // 使用条件变量前，必须将其与一个锁绑定    t.c = sync.NewCond(t.l)    //启动10条协程,当协程执行conditions()发现满足条件时，打印出processed，代表该协程处理结束    //当不满足条件时，通过条件变量进入睡眠状态，每次从睡眠状态醒来并且获取锁之后，打印出一条wait。    for i := 0; i < 10; i++ {        go func() {            t.l.Lock()            defer t.l.Unlock()            //不满足条件时通过条件变量进入沉入            //t.c.Wait() 首先会释放与该条件变量绑定的锁，然后在进入睡眠状态            for !conditions() {                t.c.Wait()                fmt.Println("wait")            }            fmt.Println("processed")        }()    }    // 启动一条协程 每隔两秒发送一次通知    go func() {        for {            time.Sleep(time.Second * 2)            //fmt.Println("\n\n\n\nbroadcast")            //t.c.broadcast()            fmt.Println("\n\n\n\nSignal")            t.c.Signal()        }    }()    wg.Wait()}//生成随机数， 当生成的数为0时，则为满足条件返回truefunc conditions() bool {    i := rand.Intn(10)    fmt.Println(i)    if i == 0 {        return true    } else {        return false    }}

打印结果

10条协程，在第一次执行时，两条随机出了0，处理完毕，剩余8条协程，通过条件变量进入睡眠状态。17791850processed60processed过两秒之后发出第一次广播，其中一条协程获取了锁，并且打印了wait进入conditions()随机出了7，为满足条件继续通过条件变量进入睡眠。Signalwait7同上Signalwait8再一次唤醒协程，此次conditions()随机出了0满足了条件，打印出processed，处理完毕。Signalwait0processed

从上面的打印结果可以看出每一次只唤醒了一条携程

接下来将代码中的

fmt.Println("\nSignal")t.c.Signal()

替换为

fmt.Println("\nbroadcast")t.c.broadcast()

再来打印输出结果进行分析

第一次打印出的结果和上面的一样主要看发送广播时的输出17791850processed60processed停了两秒发送了广播，此时所有关联在条件变量的协程都被唤醒。从结果可以看出，只发送了一次唤醒广播，所有的协程都打印了一遍wait，说明这些协程都被唤醒，并且依次获取了锁，然后执行。当然一个时间段内只能有一个协程获取到锁。broadcastwait7wait8wait0processedwait5wait1wait8wait7wait1

总结

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