WaitGroup.Wait() 和記憶體屏障

在存取共享變數的多執行緒環境中，強制同步至關重要以防止出現意外結果。 Go 中的一種此類機制是「sync.WaitGroup」包，它有助於管理並發運行的 goroutine。

目前的問題圍繞著「WaitGroup.Wait()」和記憶體屏障之間的關係展開具體程式碼片段。在此程式碼片段中，啟動多個 goroutine 來檢查一組專案的特定條件。當所有 goroutine 完成後，呼叫「WaitGroup.Wait()」函數來阻塞呼叫 goroutine，直到等待計數達到零。

問題出現了：檢查共享變數的條件是否安全「WaitGroup.Wait()」返回後的「條件」？

記憶體屏障剖析

記憶體屏障是一條硬體指令，它強制執行記憶體存取的特定順序不同的執行緒。它確保屏障之前執行的記憶體寫入的效果對於屏障之後執行的後續記憶體讀取可見。

在 Go 語言中，記憶體屏障不會明確暴露給程式設計師。相反，像“WaitGroup”和“sync.Mutex”這樣的同步基元會在必要時隱式強制執行記憶體屏障。

WaitGroup.Wait() 和Happens-Before 關係

The “WaitGroup.Wait()”的文檔指出，它會阻塞，直到等待計數達到零，而無需明確建立發生前關係。然而，內部實作細節顯示「WaitGroup.Wait()」確實建立了發生前關係。這種關係意味著「WaitGroup.Wait()」之前執行的所有記憶體寫入保證對「WaitGroup.Wait()」之後執行的記憶體讀取可見。

條件檢查的安全性

基於「WaitGroup.Wait()」建立的happens-before關係，在「WaitGroup.Wait()」返回後檢查共享變數“condition”的條件是安全的。這項保證確保所有 goroutine 都已完成其執行，從而確保如果滿足任何一項的條件，「條件」的值已被至少一個 goroutine 修改。

Race Condition Caveat

需要注意的是，只有當正在處理的項目數量大於1 時，在“WaitGroup.Wait()”之後檢查“條件”的安全性才成立。如果項目數為 1，則可能會發生競爭條件，即在呼叫「WaitGroup.Wait()」之前沒有 goroutine 修改「條件」。因此，建議透過確保項目數始終大於 1 來避免這種情況。