如何在Golang中使用sync处理并发操作_使用Mutex和WaitGroup同步

Go中sync包提供Mutex保障共享数据读写安全、WaitGroup协调goroutine生命周期；Mutex需作为结构体字段配defer解锁，WaitGroup须先Add后启动goroutine并defer Done。

在 Go 中处理并发时，sync 包是核心工具之一。它不靠语言层面的锁机制，而是提供轻量、明确、可组合的同步原语。其中 Mutex 用于保护共享数据不被多个 goroutine 同时修改，WaitGroup 用于等待一组 goroutine 完成。两者常配合使用，但职责分明：一个管“读写安全”，一个管“生命周期协调”。

用 Mutex 保护共享变量，避免竞态

sync.Mutex 是互斥锁，确保同一时刻只有一个 goroutine 能进入临界区。关键点是：锁必须作用于要保护的数据上，且加锁/解锁需成对出现（推荐用 defer mu.Unlock() 防止遗漏）。

常见错误是把锁定义在函数内（每次调用都是新锁），或忘记解锁导致死锁。正确做法是把 Mutex 作为结构体字段，与被保护数据放在一起：

type Counter struct {
    mu    sync.Mutex
    value int
}

func (c *Counter) Inc() {
    c.mu.Lock()
    defer c.mu.Unlock()
    c.value++
}

func (c *Counter) Value() int {
    c.mu.Lock()
    defer c.mu.Unlock()
    return c.value
}

用 WaitGroup 等待多个 goroutine 结束

sync.WaitGroup 不是用来保护数据的，而是用来“计数 + 阻塞等待”。它有三个方法：Add(n) 增加计数，Done() 减一（通常 defer 调用），Wait() 阻塞直到计数归零。

注意：Add 必须在启动 goroutine 之前调用，否则可能 Wait 已返回而 goroutine 还没开始；Done 必须和 Add 匹配，否则会 panic 或永远阻塞。

典型用法：

var wg sync.WaitGroup
for i := 0; i < 5; i++ {
    wg.Add(1)
    go func(id int) {
        defer wg.Done()
        fmt.Printf("goroutine %d done\n", id)
    }(i)
}
wg.Wait() // 主协程在此等待全部完成
fmt.Println("all done")

Mutex 和 WaitGroup 组合使用的典型场景

当多个 goroutine 并发更新共享状态，并需要等它们全部完成后再读取结果时，就该一起用：

初始化一个 WaitGroup 和带 Mutex 的结果容器（如 map 或 struct）
每个 goroutine 执行任务后，用 Mutex 安全地更新结果，再调用 Done()
主 goroutine 调用 Wait() 后，再用 Mutex 安全读取最终结果

例如批量请求 API 并汇总响应码：

type Result struct {
    mu     sync.Mutex
    codes  map[int]int
}

func (r *Result) Add(code int) {
    r.mu.Lock()
    defer r.mu.Unlock()
    r.codes[code]++
}

// ... 启动多个 goroutine 调用 r.Add(statusCode)，最后 wg.Wait()

替代方案与注意事项

不是所有并发都需要 Mutex。优先考虑无锁方式：

用 channel 传递数据而非共享内存（Go 的哲学）
对简单计数，可用 sync/atomic（如 atomic.AddInt64）
RWMutex 适合读多写少场景，允许多个读、单个写

WaitGroup 不能重复使用（重置需用 sync.Pool 或新建），也不支持超时——如需等待带超时，应改用 context.WithTimeout + select。

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