Go 言語のドキュメント分析: sync.Cond 関数は条件変数を実装します

Go 言語では、同期パッケージは非常に実用的なツール関数 sync.Cond を提供します。この記事では、この関数の詳細な分析を提供し、読者がこの関数をよりよく理解して適用できるように、具体的なコード例を示します。

1. sync.Cond 関数とは何ですか?

Go 言語では、条件変数を実装するために sync.Cond 関数が使用されます。条件変数は、マルチスレッド プログラミングで一般的に使用される同期メカニズムであり、1 つ以上のスレッドがイベントの発生を待機する必要がある場合に、スレッド間の連携を実現するために使用されます。具体的には、ある条件が満たされない場合、スレッドは条件変数を待つことでスリープ状態に入ることができ、条件変数が満たされた場合には、条件変数で待機中のスレッドをウェイクアップすることで他のスレッドが連携することができます。

sync.Cond 関数は次のように定義されています:

type Cond struct {
    // contains filtered or unexported fields
}

sync.Cond は構造体型であり、エクスポートされないフィールドが含まれているため、直接初期化することはできません。使用する場合は初期化に sync.NewCond 関数を使用する必要がありますが、具体的な使い方は以下の通りです:

func NewCond(l Locker) *Cond

このうち l はスレッド間の同期を実現するためのミューテックスロックです。初期化呼び出しの後、Cond の 3 つの主要なメソッド (Wait、Signal、Broadcast) を使用して、スレッド間の連携を実現する必要があります。

2. sync.Cond

1. Wait

Wait メソッドのメイン メソッドは、現在のスレッドに条件変数を待機させるために使用されます。具体的には、特定の条件が満たされない場合、スレッドは条件変数を待ってスリープ状態に入り、他のスレッドがウェイクアップするのを待つことができます。

このメソッドの定義は次のとおりです。

func (c *Cond) Wait()

Wait メソッドを使用する場合、まずミューテックス ロックを取得し、待機状態に入る前にロックを解放し、他のロックを待機する必要があります。スレッドを起動してからロックを再取得します。

サンプル コードは次のとおりです。

package main

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

var (
    wg      sync.WaitGroup
    locker  sync.Mutex
    condVar *sync.Cond
)

func main() {
    condVar = sync.NewCond(&locker)
    wg.Add(2)

    // 等待条件变量
    go func() {
        defer wg.Done()
        fmt.Println("wait for cond")
        condVar.L.Lock()
        condVar.Wait()
        fmt.Println("receive signal")
        condVar.L.Unlock()
    }()

    // 发送信号
    go func() {
        defer wg.Done()
        time.Sleep(2 * time.Second)
        condVar.L.Lock()
        condVar.Signal()
        fmt.Println("send signal")
        condVar.L.Unlock()
    }()

    wg.Wait()
}

上記のコードでは、まず sync.NewCond 関数を使用して、ミューテックス ロックとそれに対応する条件変数 condVar を初期化します。次に、2 つの同時ゴルーチンを使用して条件変数を待機し、シグナルを送信します。条件変数を待機しているゴルーチンは、まずミューテックス ロックを取得し、ロックを解放してから待機状態になります。シグナルが送信されるのを待った後、ゴルーチンはロックを再取得し、関連するプロンプト情報を出力します。シグナルを送信する Go プロセスは、2 秒待機後にミューテックス ロックを取得し、条件変数にシグナルを送信した後にロックを解放します。

上記のコードを実行すると、プログラムが次の内容を出力することがわかります:

wait for cond
send signal
receive signal

条件変数を待っている Go プロセスが、その後 condVar.Wait メソッドを通じて入っていることがわかります。一定時間待機し、スリープ状態になります。シグナル送信ゴルーチンがシグナルを送信した後、条件変数を待っているゴルーチンが condVar.Signal メソッドを通じて起動され、対応するプロンプト情報が返されます。

2. Signal

Signal メソッドは、条件変数を待っているスレッドを起動するために使用されます。具体的には、特定の条件変数が変化すると、スレッドは Signal メソッドを通じて条件変数を待っているスレッドの 1 つを起動し、スレッド間の連携を実現します。

このメソッドの定義は次のとおりです。

func (c *Cond) Signal()

Signal メソッドは、条件変数を待機しているスレッドのみを起動できることに注意してください。複数のスレッドを起動したい場合は、Broadcast メソッドを使用できます。

サンプル コードは次のとおりです:

package main

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

var (
    wg      sync.WaitGroup
    locker  sync.Mutex
    condVar *sync.Cond
)

func main() {
    condVar = sync.NewCond(&locker)
    wg.Add(3)

    // 等待条件变量
    go func() {
        defer wg.Done()
        fmt.Println("wait for cond")
        condVar.L.Lock()
        condVar.Wait()
        fmt.Println("receive signal 1")
        condVar.L.Unlock()
    }()

    // 尝试多次等待
    go func() {
        defer wg.Done()
        for i := 0; i < 4; i++ {
            fmt.Printf("wait for cond %d
", i+1)
            condVar.L.Lock()
            condVar.Wait()
            fmt.Printf("receive signal %d
", i+1)
            condVar.L.Unlock()
        }
    }()

    // 发送信号
    go func() {
        defer wg.Done()
        time.Sleep(2 * time.Second)
        condVar.L.Lock()
        condVar.Signal()
        fmt.Println("send signal")
        condVar.L.Unlock()
        time.Sleep(2 * time.Second)
        condVar.L.Lock()
        condVar.Broadcast()
        fmt.Println("broadcast signal")
        condVar.L.Unlock()
    }()

    wg.Wait()
}

上記のコードでは、3 つの同時ゴルーチンを使用して、それぞれ条件変数を待機し、シグナルを送信します。一方のゴルーチンは Wait メソッドを使用して条件変数を待機しますが、もう一方のゴルーチンはシグナルが受信されるまで複数回待機しようとします。 3 番目のゴルーチンは、最初に 2 秒待ってからシグナルを送信し、次に 2 秒待ってから再度ブロードキャスト シグナルを送信します。

上記のコードを実行すると、プログラムが次の内容を出力することがわかります:

wait for cond
wait for cond 1
wait for cond 2
wait for cond 3
send signal
receive signal 1
wait for cond 4
broadcast signal
receive signal 2
receive signal 3
receive signal 4

条件変数を待っている Go プロセスが最初に起動され、対応するプロンプト情報が表示されることがわかります。が返されます。その後、複数回待機を試みたゴルーチンは、それぞれ待機してシグナルを受信しました。最後に、ブロードキャスト信号を送信した後、条件変数を待っているすべてのゴルーチンが起動され、対応するプロンプト情報が返されます。

3. 概要

この記事では、Go 言語の sync.Cond 関数の定義と主なメソッドを簡単に紹介し、実際の使用方法を詳細に分析し、具体的なコード例を示します。マルチスレッドプログラミングを行う場合、条件変数を合理的に使用する必要があります。したがって、sync.Cond 関数の使い方をマスターすることは、コードのセキュリティと信頼性を向上させるのに非常に役立ちます。

以上がGo 言語のドキュメント分析: sync.Cond 関数は条件変数を実装しますの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。