Programmation simultanée Golang avancée : compréhension approfondie de WaitGroup

Programmation simultanée Golang avancée : compréhension approfondie de WaitGroup

引言：
并发编程是Golang最强大的功能之一。在并行执行多个任务时，一种常见的场景是等待所有任务完成后再继续执行下一步操作。Golang中的sync包提供了一个很好的工具WaitGroup来解决这个问题。本文将深入介绍WaitGroup的使用方法，并给出具体的代码示例。

一、什么是WaitGroup？
WaitGroup是Golang中sync包中的一个结构体，它提供了一种简单而有效的机制来等待所有的goroutine完成任务。WaitGroup内部维护了一个计数器，可以通过Add()方法增加计数器的值，Done()方法减少计数器的值，Wait()方法用于阻塞当前线程，直到计数器归零。

二、WaitGroup的基本用法
首先，我们需要导入sync包：

import "sync"

然后，我们可以按照以下步骤使用WaitGroup：

1. 创建WaitGroup对象：

   var wg sync.WaitGroup

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2. 使用Add()方法设置需要等待的任务数量：

   wg.Add(2)

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3. 启动goroutine执行任务：

   go task1()
   go task2()

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4. 在任务结束之前调用Done()方法减少计数器的值：

   func task1() {
    defer wg.Done()
    // 执行task1的操作
   }
   
   func task2() {
    defer wg.Done()
    // 执行task2的操作
   }

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5. 最后，在需要等待所有任务完成的地方调用Wait()方法：

   wg.Wait()

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   这样，主线程将等待所有任务完成后再继续执行下一步操作。

三、WaitGroup的实际应用示例
下面我们通过一个具体的示例来说明WaitGroup的用法。

假设我们有一个需求，要并发下载多个网络图片并保存到本地。当所有图片下载完成后，我们需要进行后续处理。代码示例如下：

package main

import (
    "fmt"
    "io"
    "net/http"
    "os"
    "sync"
)

var wg sync.WaitGroup

func main() {
    // 假设有3个图片需要下载
    imageUrls := []string{
        "https://example.com/image1.jpg",
        "https://example.com/image2.jpg",
        "https://example.com/image3.jpg",
    }

    // 设置需要等待的任务数量
    wg.Add(len(imageUrls))

    // 并发下载图片
    for _, imageUrl := range imageUrls {
        go downloadImage(imageUrl)
    }

    // 等待所有任务完成
    wg.Wait()

    fmt.Println("所有图片下载完成，进行后续处理")
}

func downloadImage(imageUrl string) {
    defer wg.Done()

    // 发送HTTP GET请求获取图片数据
    resp, err := http.Get(imageUrl)
    if err != nil {
        fmt.Printf("下载图片失败: %v
", err)
        return
    }
    defer resp.Body.Close()

    // 创建本地文件
    fileName := imageUrl[strings.LastIndex(imageUrl, "/")+1:]
    imgFile, err := os.Create(fileName)
    if err != nil {
        fmt.Printf("创建图片文件失败: %v
", err)
        return
    }
    defer imgFile.Close()

    // 将图片数据保存到本地文件
    _, err = io.Copy(imgFile, resp.Body)
    if err != nil {
        fmt.Printf("保存图片失败: %v
", err)
        return
    }

    fmt.Printf("图片下载成功: %v
", imageUrl)
}

在上面的示例代码中，我们首先定义了一个包级变量wg用于管理等待任务完成的计数器。在主函数中，我们设置了等待任务数量为图片URL的数量，然后并发启动每个图片下载任务。每个任务完成后，调用wg.Done()方法来减少计数器的值。最后，调用wg.Wait()方法来等待所有任务完成。当所有图片下载完成后，继续执行后续处理。

总结：
本文详细介绍了Golang中WaitGroup的使用方法，并给出了一个具体的多任务并发下载图片的示例。通过深入理解WaitGroup的使用，可以更好地掌握Golang的并发编程能力，提高程序的性能和效率。在实际应用中，我们可以根据具体需求灵活运用WaitGroup来管理和等待多个goroutine的完成。

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