如何在Golang中使用sync实现并发安全_Golang sync并发安全方法汇总

sync.Mutex通过Lock/Unlock保护共享资源，防止竞态条件，需用defer确保解锁；2. sync.RWMutex在读多写少场景下提升性能，允许多个读但写独占；3. sync.WaitGroup通过Add/Done/Wait协调goroutine，等待一组任务完成。

在Go语言中，sync 包是实现并发安全的核心工具之一。由于Go鼓励使用“通过通信共享内存”而非“共享内存进行通信”，但在某些场景下仍需对共享资源进行同步访问，这时 sync 提供了多种高效且易用的原语来保证线程安全。

1. sync.Mutex：互斥锁保护共享资源

当多个goroutine需要读写同一变量时，竞态条件（race condition） 很容易发生。sync.Mutex 是最常用的解决方案。

使用方法：

• 通过 var mu sync.Mutex 声明一个互斥锁
• 在访问临界区前调用 mu.Lock()
• 操作完成后立即调用 mu.Unlock()

示例：

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var counter int
var mu sync.Mutex

func increment() {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()
    counter++
}

注意：务必使用 defer mu.Unlock() 防止死锁。

2. sync.RWMutex：读写分离提升性能

如果共享数据读多写少，使用普通的 Mutex 会限制并发读取效率。sync.RWMutex 允许多个读操作同时进行，仅在写时独占。

关键方法：

• RLock()/RUnlock()：用于读操作
• Lock()/Unlock()：用于写操作

示例：

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var config map[string]string
var rwMu sync.RWMutex

func readConfig(key string) string {
    rwMu.RLock()
    defer rwMu.RUnlock()
    return config[key]
}

func updateConfig(key, value string) {
    rwMu.Lock()
    defer rwMu.Unlock()
    config[key] = value
}

适用于缓存、配置中心等高频读低频写的场景。

3. sync.WaitGroup：等待一组goroutine完成

当你启动多个goroutine并希望主函数等待它们全部结束时，WaitGroup 是最佳选择。

使用要点：

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• 调用 Add(n) 设置要等待的goroutine数量
• 每个goroutine执行完后调用 Done()
• 主线程调用 Wait() 阻塞直到计数归零

示例：

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var wg sync.WaitGroup

for i := 0; i < 5; i++ {
    wg.Add(1)
    go func(i int) {
        defer wg.Done()
        fmt.Printf("Worker %d done\n", i)
    }(i)
}
wg.Wait()

注意：Add 应在 goroutine 启动前调用，避免竞态。

4. sync.Once：确保某操作只执行一次

常用于单例模式或初始化逻辑，sync.Once 能保证某个函数在整个程序生命周期中仅运行一次。

典型用法：

var once sync.Once
var instance *MySingleton

func GetInstance() *MySingleton {
    once.Do(func() {
        instance = &MySingleton{}
    })
    return instance
}

即使多个goroutine同时调用 GetInstance()，初始化代码也只会执行一次。

5. sync.Pool：减轻GC压力的对象复用池

sync.Pool 用于缓存临时对象，减少内存分配和垃圾回收开销，适合频繁创建销毁同类对象的场景，如JSON缓冲、数据库连接结构体等。

基本用法：

var bufferPool = sync.Pool{
    New: func() interface{} {
        return new(bytes.Buffer)
    },
}

// 获取对象
buf := bufferPool.Get().(*bytes.Buffer)
buf.Reset()
// ... 使用 buf
// 归还对象
bufferPool.Put(buf)

注意：Pool 不保证对象一定存在，Get 可能返回 nil，需做好初始化判断；Pool 中的对象可能被随时清理。

6. sync.Cond：条件变量控制协程协作

当需要等待某个条件成立再继续执行时，可使用 sync.Cond。它常与 Mutex 配合使用，实现更复杂的同步逻辑。

常用方法：

• Wait()：释放锁并等待通知
• Signal()：唤醒一个等待者
• Broadcast()：唤醒所有等待者

示例：生产者-消费者模型片段

var mu sync.Mutex
var cond = sync.NewCond(&mu)
var ready bool

go func() {
    mu.Lock()
    for !ready {
        cond.Wait() // 释放锁并等待
    }
    fmt.Println("Ready! Proceeding...")
    mu.Unlock()
}()

// 在另一处
mu.Lock()
ready = true
cond.Signal()
mu.Unlock()