聊聊golang中的Barrier（屏障）

在编写并发代码时，经常需要保证多个goroutine之间的同步和相互之间的令牌或锁，以防止出现数据竞争和竞态条件。Go语言通过chan和sync包提供了一些机制来实现这些同步，但有时候并不够灵活，需要一些更加高级的同步方法，这时候就需要用到屏障。

屏障是一种同步原语，它用于等待一组goroutine在同一时刻完成某项操作，然后再继续执行下一步操作，这是一种非常常见的同步机制。在Golang中也提供了一种实现屏障的机制，即“Barrier（屏障）”。

屏障的原理是将一组goroutine分为两个阶段，第一阶段在每个goroutine执行完自己的任务后停止，并等待其他goroutine完成，第二阶段，当所有goroutine都已停止并互相设置信号时，所有goroutine都同时恢复执行。

Golang在sync包中提供了“WaitGroup”类型，使用Add方法来添加等待的goroutine数量，Done方法用于每个goroutine完成任务后向WaitGroup减少一个计数器，最后，Wait方法阻塞，直到计数器降为零，即所有goroutine都已完成任务，才会继续执行下一步操作。

但是，WaitGroup有一个缺点，它只能等待一组固定数量的goroutine完成，当有新的goroutine加入时，我们就无法使用它了。这时候，我们可以使用Barrier来解决这个问题。

Barrier可以用于任意数量的goroutine，并且可以在每个阶段结束时执行任意指定的操作。它包含一个计数器，表示有多少个goroutine正在等待该组操作完成，以及一个函数，用于在每个阶段结束时执行。

Golang中的“一组等待线程”，可以使用sync包的“WaitGroup(等待组)”来实现：

var wg sync.WaitGroup

func worker() {
    defer wg.Done()
    // 执行自己的任务
}

func main() {
    for i := 0; i < n; i++ {
        wg.Add(1)
        go worker()
    }
    // 等待所有线程完成
    wg.Wait()
}

现在，我们使用“Barrier”，创建一个可以应用于变化的goroutine的示例：

package main

import "fmt"
import "sync"

func main() {
    b := sync.NewCond(&sync.Mutex{})
    done := make(chan bool)

    worker := func(id int) {
        defer func() {
            fmt.Printf("Worker %d done\n", id)
            done <- true
        }()
        fmt.Printf("Worker %d processing\n", id)
        b.L.Lock()
        b.Wait() // 等待阻塞直到b.Broadcast()被执行
        b.L.Unlock()
        fmt.Printf("Worker %d resumed\n", id)
    }

    go func() {
        for i := 0; i < 10; i++ {
            wg.Add(1)
            go worker(i)
        }
    }()

    go func() {
        for i := 0; i < 10; i++ {
            wg.Add(1)
            go worker(i)
        }
    }()

    go func() {
        wg.Wait()
        b.Broadcast()
    }()

    for i := 0; i < 20; i++ {
        <-done
    }
    fmt.Printf("All workers done\n")
}

这个示例创建了20个goroutine，分别分为两个阶段，第一阶段在每个goroutine完成自己的任务后等待，第二阶段等待所有goroutine都完成后再执行操作。

当两组goroutine被创建后，其中一个goroutine调用了“Wait”并阻塞，直到所有goroutine完成任务。使得其他线程都完成任务时，才释放阻塞，并通过使用“Broadcast”向所有goroutine发送信号，以继续执行下一步操作。

总之，Golang的Barrier允许您更高级地同步并发操作，并使您的代码更健壮、可靠性更高。

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