Golang WaitGroup源碼分析

針對Golang 1.9的sync.WaitGroup進行分析，與Golang 1.10基本一樣除了將panic改為了throw之外其他的都一樣。
原始碼位置：sync\waitgroup.go。

結構體

type WaitGroup struct {    noCopy noCopy  // noCopy可以嵌入到結構中，在第一次使用後不可複製,使用go vet作為檢測使用    // 位值:高32位是計數器，低32位是goroution等待計數。    // 64位的原子操作需要64位的對齊，但是32位。編譯器不能確保它,所以分配了12個byte對齊的8個byte作為狀態。    state1 [12]byte // byte=uint8範圍：0~255，只取前8個元素。轉為2進位：0000 0000，0000 0000... ...0000 0000    sema   uint32   // 訊號量，用於喚醒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，都會疑問，可以裝下多個線程|協程等待呢？看了源碼後可以回答了，可以裝下

1111 1111 1111 ... 1111\________32___________/

2^32個辣麼多！所以不需要擔心單機情況下會被撐爆了。

函數

以下代碼已經去掉了與核心代碼無關的race代碼。

Add

添加或者減少等待goroutine的數量。

參數delta可能是負的，加到WaitGroup計數器,可能出現如下結果

• 如果計數器變為零，所有被阻塞的goroutines都會被釋放。
• 如果計數器變成負數，就增加恐慌。

func (wg *WaitGroup) Add(delta int) {    // 擷取到wg.state1數組中元素組成的二進位對應的十進位的值    statep := wg.state()    // 高32位是計數器    state := atomic.AddUint64(statep, uint64(delta)<<32)    // 擷取計數器    v := int32(state >> 32)    w := uint32(state)    // 計數器為負數，報panic    if v < 0 {        panic("sync: negative WaitGroup counter")    }    // 添加與等待並發調用，報panic    if w != 0 && delta > 0 && v == int32(delta) {        panic("sync: WaitGroup misuse: Add called concurrently with Wait")    }    // 計數器添加成功    if v > 0 || w == 0 {        return    }    // 當等待計數器> 0時，而goroutine設定為0。    // 此時不可能有同時發生的狀態突變:    // - 增加不能與等待同時發生，    // - 如果計數器counter == 0，不再增加等待計數器    if *statep != state {        panic("sync: WaitGroup misuse: Add called concurrently with Wait")    }    // Reset waiters count to 0.    *statep = 0    for ; w != 0; w-- {        // 目的是作為一個簡單的wakeup原語，以供同步使用。true為喚醒排在等待隊列的第一個goroutine        runtime_Semrelease(&wg.sema, false)    }}

// unsafe.Pointer其實就是類似C的void *，在golang中是用於各種指標相互轉換的橋樑。// uintptr是golang的內建類型，是能儲存指標的整型，uintptr的底層類型是int，它和unsafe.Pointer可相互轉換。// uintptr和unsafe.Pointer的區別就是：unsafe.Pointer只是單純的通用指標類型，用於轉換不同類型指標，它不可以參與指標運算；// 而uintptr是用於指標運算的，GC 不把 uintptr 當指標，也就是說 uintptr 無法持有對象，uintptr類型的目標會被回收。// state()函數可以擷取到wg.state1數組中元素組成的二進位對應的十進位的值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

相當於Add(-1)。

func (wg *WaitGroup) Done() {    // 計數器減一    wg.Add(-1)}

Wait

執行阻塞，直到所有的WaitGroup數量變成0。

func (wg *WaitGroup) Wait() {    // 擷取到wg.state1數組中元素組成的二進位對應的十進位的值    statep := wg.state()    // cas演算法    for {        state := atomic.LoadUint64(statep)        // 高32位是計數器        v := int32(state >> 32)        w := uint32(state)        // 計數器為0，結束等待        if v == 0 {            // Counter is 0, no need to wait.            return        }        // 增加等待goroution計數，對低32位加1，不需要移位        if atomic.CompareAndSwapUint64(statep, state, state+1) {            // 目的是作為一個簡單的sleep原語，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

1. WaitGroup不能保證多個 goroutine 執行次序
2. WaitGroup無法指定固定的goroutine數目