[ Go语言中的sync | 青训营笔记 ]

sync 是 Go 语言标准库中的包，它提供了实现同步操作的基本工具集，包括 sync.Mutex 、 sync.RWMutex 、 sync.WaitGroup 、 sync.Once 等常用类型。

常用类型说明：

下面简单介绍一些常用的 sync 类型：

• sync.Mutex ：互斥锁，用于保护一段临界区代码，同一时间只允许一个 goroutine 进入临界区。通过 Lock() 加锁、 Unlock() 解锁来实现互斥访问。
• sync.RWMutex ：读写锁，用于细粒度控制并发读写共享资源。多个 goroutine 能同时读取，但只允许一个 goroutine 写入。通过 RLock() 读锁、 RUnlock() 解读锁、 Lock() 写锁、 Unlock() 解写锁来实现读写控制。
• sync.WaitGroup ：等待组，用于等待一批 goroutine 完成运行后再执行接下来的逻辑。通过 Add() 增加计数、 Done() 减少计数、 Wait() 等待计数为 0，以实现等待多个 goroutine 执行完成。
• sync.Once ：一次性操作，用于实现某个操作只执行一次。通过 Do() 方法来执行操作，只有第一次调用 Do() 时会执行操作，之后调用 Do() 会直接返回。

除了上述常用类型， sync 包还提供了其他类型，例如 Cond 、 Map 等。在 Go 中使用 sync 进行并发控制，可以更方便地实现并发编程，避免资源竞争和死锁等问题。

浅谈原理

Go语言中的 sync包主要是通过互斥锁和条件变量来实现同步和并发控制的。下面分别介绍一下这两个核心概念的实现原理。

1. 互斥锁： sync.Mutex 内部维护了一个状态变量，用于表示锁是否呗占用，锁被占用时，其他goroutine就获取不到锁，需要等待占用锁的goroutine解锁才能再次竞争锁。具体石先生，Mutex会使用一个整型类型的状态变量state，其中最高位bit表示锁是否被占用，剩下的bit表示等待锁的goroutine数量，在初始化时，state被初始化为0，表示未被占用，等待groutine数量为0。 当一个goroutine调用Lock()方法时，它会尝试将state的最高位设置为1，如果设置成功就说明锁被占用了，该goroutine 可以执行临界区代码了。如果state最高位bit已经是1了，说明锁已经被占用了，那么该goroutine就需要将自己加入到等待队列里面，并阻塞等待锁的释放，当锁被占用的goroutine调用 Unlock() 方法时，它会将state的最高位bit重新设置为0，然后依次从等待队列中却出goroutine并去唤醒他们，让他们去重新竞争锁。
2. 条件变量： 条件变量sync.Cond 提供了一种通信机制，使得一个goroutine 能够等待另一个goroutine 的通知后才继续执行，Cond常常和互斥锁一起使用，他的内部也维护了一个等待队列，当一个goroutine 调用wait()方法时，它会释放互斥锁，并将自己加入到等待队列里面进行等待，当另一个goroutine 调用Signal() 或者 Broadcast() 方法时，它会从等待队列里面取出一个或多个 goroutine 并唤醒它们，让它们重新竞争互斥锁。

需要注意的是， Wait() 方法应当在持有互斥锁的情况下调用，否则会抛出运行时异常。在 Wait() 方法返回之后，当前 goroutine 重新持有了互斥锁，可以继续执行临界区代码了。