面试题：Go WaitGroup并发调试之性能优化与陷阱规避

Question

在高并发场景下使用WaitGroup时，可能会遇到性能瓶颈或死锁问题。请阐述如何通过优化WaitGroup的使用来提升性能，并列举至少两种可能导致死锁的场景及避免方法。

Answer 1

优化WaitGroup使用提升性能

1. 减少不必要等待：在并发任务执行过程中，确保每个等待的任务确实有必要完成整个计算过程。例如，如果某些任务只是做一些简单的检查或者数据预处理，且这些任务结果并非后续任务必须依赖的，可考虑在主线程中异步执行这些任务，而不是让主线程等待它们通过WaitGroup完成。
2. 合理分配任务数量：避免创建过多过于细粒度的任务导致WaitGroup管理开销过大。如果将任务划分得过细，会导致每个任务的执行时间极短，而创建和管理这些任务以及WaitGroup的同步操作所带来的开销相对较大。可适当合并一些关联性强且执行时间较短的任务，提高整体执行效率。
3. 复用WaitGroup：在多次需要等待一组并发任务完成的场景下，尽量复用同一个WaitGroup实例，而不是每次都创建新的实例。创建新的WaitGroup实例会带来额外的内存分配和初始化开销，复用可以减少这种开销。

可能导致死锁的场景及避免方法

1. 场景一：未调用Done()
   • 描述：在并发任务中忘记调用WaitGroup的Done()方法，导致主线程在调用Wait()时一直等待，无法结束，从而产生死锁。
   • 避免方法：在每个并发任务的结尾处，确保正确调用WaitGroup的Done()方法。可以使用defer语句，这样即使任务执行过程中发生错误，也能保证Done()方法被调用。例如：

var wg sync.WaitGroup
wg.Add(1)
go func() {
    defer wg.Done()
    // 具体任务逻辑
}()
wg.Wait()

2. 场景二：Add()在Go 协程中调用
   • 描述：在Go协程内部调用WaitGroup的Add()方法，且协程启动后立即开始等待，可能会出现主协程等待子协程执行Add()，而子协程又在等待主协程执行后续逻辑从而导致死锁。
   • 避免方法：确保在启动Go协程之前调用Add()方法，明确设置需要等待的任务数量。例如：

var wg sync.WaitGroup
wg.Add(1)
go func() {
    // 具体任务逻辑
    wg.Done()
}()
wg.Wait()

3. 场景三：多次调用Wait()
   • 描述：如果在不同的地方多次对同一个WaitGroup调用Wait()方法，而第一次调用Wait()时所有任务已经完成，第二次调用就会永远阻塞，导致死锁。
   • 避免方法：明确WaitGroup的使用逻辑，确保只在合适的位置且只调用一次Wait()方法等待所有任务完成。如果确实需要在不同阶段等待不同的任务组，可以考虑使用多个WaitGroup实例。