面试题：Go并发场景下信号量与WaitGroup的结合运用

方案设计及代码实现

信号量实现：在Go语言中，我们可以使用 sync.Mutex 和 sync.Cond 来实现信号量，或者直接使用 golang.org/x/sync/semaphore 包。这里我们使用 semaphore 包。
WaitGroup使用：sync.WaitGroup 用于等待一组协程完成。我们在创建协程时调用 wg.Add(1)，在协程结束时调用 wg.Done()，最后在主协程中调用 wg.Wait() 等待所有协程完成。

package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "golang.org/x/sync/semaphore"
    "sync"
    "time"
)

func main() {
    // 最大并发数
    maxConcurrent := 3
    var wg sync.WaitGroup
    sem := semaphore.NewWeighted(int64(maxConcurrent))

    // 模拟10个并发任务
    taskCount := 10
    for i := 0; i < taskCount; i++ {
        wg.Add(1)
        go func(id int) {
            defer wg.Done()
            // 获取信号量
            err := sem.Acquire(context.Background(), 1)
            if err != nil {
                fmt.Printf("任务 %d 获取信号量失败: %v\n", id, err)
                return
            }
            defer sem.Release(1)

            // 模拟任务执行
            fmt.Printf("任务 %d 开始执行\n", id)
            time.Sleep(time.Second)
            fmt.Printf("任务 %d 执行结束\n", id)
        }(i)
    }

    // 等待所有任务完成
    wg.Wait()
    fmt.Println("所有任务已完成")
}

信号量和WaitGroup的作用及协同工作

信号量的作用：信号量在这里用于限制同时执行某部分操作的协程数量。在上述代码中，semaphore.NewWeighted(int64(maxConcurrent)) 创建了一个最大并发数为 maxConcurrent 的信号量。每个协程在执行关键操作前通过 sem.Acquire(context.Background(), 1) 获取信号量，如果信号量不足则等待，操作完成后通过 sem.Release(1) 释放信号量，这样就保证了同时执行的协程数量不会超过 maxConcurrent。
WaitGroup的作用：sync.WaitGroup 用于同步主协程和其他并发协程。主协程调用 wg.Wait() 进入阻塞状态，直到所有协程都调用了 wg.Done()，从而确保所有协程完成后程序才结束。
协同工作：信号量控制并发执行的协程数量，而WaitGroup确保主协程等待所有协程完成。在每个协程开始时，我们既增加WaitGroup的计数，又获取信号量，协程结束时释放信号量并减少WaitGroup的计数。这样，信号量和WaitGroup共同工作，既保证了并发的合理性，又保证了任务的完整性。

面试题：Go并发场景下信号量与WaitGroup的结合运用

知识考点

面试题答案

方案设计及代码实现

信号量和WaitGroup的作用及协同工作