悠悠楠杉
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Go语言并发编程基石：深入解析sync.WaitGroup的同步艺术
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在Go语言的并发世界里，Goroutine以其轻量级和低成本创建的特性，成为了构建高并发应用的利器。然而，当多个Goroutine齐头并进时，一个经典问题随之浮现：主Goroutine如何优雅地等待所有“子任务”完成，而不是草率退出导致程序提前终止？这正是sync.WaitGroup大显身手的舞台。它并非功能最复杂的同步原语，却是最常用、最直观的“协调者”，其设计哲学完美体现了Go“简单即美”的理念。
WaitGroup的本质：一个简单的计数器
你可以将sync.WaitGroup想象成一个倒计时计数器，它内部维护着一个整数。这个计数器跟踪着尚未完成的Goroutine数量。其核心API精简到只有三个方法：
- Add(delta int): 增加或减少等待的Goroutine计数。通常在启动新Goroutine前调用，传入正数（如Add(1)）。
- Done(): 将计数器减1。每个Goroutine在任务完成时，必须调用此方法，通常配合defer使用以确保执行。
- Wait(): 阻塞当前Goroutine（通常是主Goroutine），直到计数器归零。
其工作流程如同一场接力赛的起跑线管理：裁判(main)用Add设定参赛人数，每一声发令枪响（启动一个Goroutine）就有一位选手出发，每位选手冲过终点（Goroutine结束）时通过Done报告一次，裁判Wait直到所有选手都报告完毕，才宣布比赛结束。
实战演练：从基础到模式
让我们看一个经典的网络请求批量抓取示例。假设我们需要并发获取多个URL的内容，并在全部完成后进行汇总处理。
package main
import (
"fmt"
"net/http"
"sync"
"time"
)
func fetchURL(url string, wg *sync.WaitGroup) {
defer wg.Done() // 确保无论函数如何返回，计数器都会递减
start := time.Now()
resp, err := http.Get(url)
if err != nil {
fmt.Printf("获取 %s 失败: %v\n", url, err)
return
}
defer resp.Body.Close()
elapsed := time.Since(start)
fmt.Printf("成功获取 %s, 状态码: %d, 耗时: %v\n", url, resp.StatusCode, elapsed)
}
func main() {
var wg sync.WaitGroup
urls := []string{
"https://www.google.com",
"https://github.com",
"https://golang.org",
}
for _, url := range urls {
wg.Add(1) // 每启动一个任务，计数器加1
go fetchURL(url, &wg) // 传递WaitGroup的指针
}
fmt.Println("主Goroutine：已启动所有抓取任务，正在等待...")
wg.Wait() // 阻塞，直到所有Goroutine都调用了Done()
fmt.Println("所有URL抓取任务已完成！")
}
这段代码清晰地展示了标准模式：在循环中Add(1)，将wg的指针传递给Goroutine，在Goroutine函数开头使用defer wg.Done()，最后在主Goroutine中调用wg.Wait()。
深入原理与避坑指南
虽然WaitGroup接口简单，但理解其内部实现和正确使用规则至关重要，否则极易引入难以调试的并发Bug。
指针传递是必须的：
sync.WaitGroup是结构体类型，包含noCopy字段以防止复制。如果你在函数间传递值（而非指针），每个Goroutine操作的将是不同的副本，计数器无法同步，Wait可能永远无法返回，或引发panic。因此，务必传递&wg。Add的调用时机：
Add方法必须在启动新的Goroutine之前调用，最好是在当前Goroutine中调用。如果在新的Goroutine内部调用Add，则存在竞态条件：主Goroutine的Wait可能先于子Goroutine的Add执行，导致Wait在计数器仍为0时立即返回，从而漏掉等待。一种更稳健的写法是提前计算总数：wg.Add(len(urls))，然后再循环启动Goroutine。Done就是Add(-1)：
Done()方法内部仅仅是调用了Add(-1)。这意味着计数器不能为负，否则会触发运行时panic。确保Add的总正增量与Done的调用次数严格匹配。不要重用未结束的WaitGroup：一个
WaitGroup在完成一次Wait之后，可以被重用。但绝对不能在一个Wait调用返回之前，再次对其调用Add，这会导致未定义行为。通常的做法是，为每一组独立的并行任务创建新的WaitGroup实例。
与其他同步原语的协作
sync.WaitGroup常与其他同步工具如通道（Channel）、互斥锁（sync.Mutex）或错误组（errgroup.Group）结合使用，以构建更复杂的同步逻辑。例如，配合带缓冲的通道收集Goroutine的结果，或使用errgroup.Group在等待的同时处理子任务可能返回的错误。
总而言之，sync.WaitGroup是Go并发工具箱中一件朴实而强大的工具。它不负责Goroutine间的通信，只专注于解决“等待集合”这一单一问题。掌握其心法——正确的指针传递、严格的计数器生命周期管理，就能在并发编程中避免许多等待与同步的陷阱，让并发的浪潮有序而可控。当你下次需要协调一群Goroutine时，不妨想想这个简单的计数器，它能让你的主程序从容不迫，静候所有“战士”凯旋。
