面试题：Go WaitGroup在复杂并发场景中的应用

Question

假设有一个复杂的并发任务场景，需要启动多个不同类型的goroutine，这些goroutine之间存在依赖关系，部分goroutine完成后才能启动另一部分。请使用WaitGroup设计一个解决方案来管理这些goroutine的执行顺序，并阐述设计思路及在这个过程中WaitGroup使用的要点和可能遇到的陷阱。

Answer 1

设计思路

1. 定义任务依赖关系：明确哪些goroutine需要等待其他goroutine完成后才能启动。
2. 使用WaitGroup：为每个需要等待的阶段创建一个WaitGroup实例。当一个goroutine完成任务时，调用WaitGroup的Done方法；需要等待一组goroutine完成的goroutine则调用Wait方法。
3. 启动goroutine：按照依赖关系顺序启动各个goroutine。

示例代码

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func main() {
    var wg1, wg2 sync.WaitGroup

    // 启动第一组goroutine
    wg1.Add(2)
    go func() {
        defer wg1.Done()
        // 模拟任务1
        fmt.Println("Task 1 completed")
    }()
    go func() {
        defer wg1.Done()
        // 模拟任务2
        fmt.Println("Task 2 completed")
    }()

    // 等待第一组goroutine完成
    go func() {
        wg1.Wait()
        // 启动第二组goroutine
        wg2.Add(1)
        go func() {
            defer wg2.Done()
            // 模拟任务3，依赖任务1和任务2完成
            fmt.Println("Task 3 completed")
        }()
    }()

    // 等待所有任务完成
    wg2.Wait()
    fmt.Println("All tasks completed")
}

WaitGroup使用要点

1. 初始化：在使用WaitGroup之前，需要通过Add方法设置需要等待的goroutine数量。
2. 调用Done：每个完成的goroutine都应在结束前调用WaitGroup的Done方法，标记自己已完成任务。
3. 调用Wait：需要等待一组goroutine完成的goroutine应调用Wait方法，阻塞直到所有相关goroutine都调用了Done。

可能遇到的陷阱

1. 忘记调用Add：如果没有调用Add方法设置正确的等待数量，Wait方法可能会提前返回或永远阻塞。
2. 重复调用Add：在Wait方法已经被调用后再次调用Add，会导致panic。所以确保Add只在Wait之前调用。
3. 忘记调用Done：如果有goroutine没有调用Done，Wait方法将永远阻塞，导致程序无法继续执行。
4. 使用不当的并发场景：在多个地方对同一个WaitGroup进行操作时，要注意并发安全，避免数据竞争。