面试题：Go中条件变量与互斥锁协同处理资源竞争及高效唤醒问题

import asyncio
import threading


class ResourceManager:
    def __init__(self, max_count):
        self.max_count = max_count
        self.current_count = max_count
        self.lock = threading.Lock()
        self.cond = threading.Condition(self.lock)

    async def acquire(self):
        with self.lock:
            while self.current_count <= 0:
                self.cond.wait()
            self.current_count -= 1

    async def release(self):
        with self.lock:
            self.current_count += 1
            self.cond.notify()


async def worker(resource_manager, worker_id):
    print(f"Worker {worker_id} is trying to acquire resource")
    await resource_manager.acquire()
    print(f"Worker {worker_id} acquired resource")
    await asyncio.sleep(1)  # 模拟使用资源
    print(f"Worker {worker_id} is releasing resource")
    await resource_manager.release()


async def main():
    resource_manager = ResourceManager(2)
    tasks = [worker(resource_manager, i) for i in range(5)]
    await asyncio.gather(*tasks)


if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main())

避免虚假唤醒

在获取共享资源时，使用while循环而不是if来检查资源是否可用。这是因为在某些情况下，条件变量可能会被虚假唤醒（例如在没有调用notify或notify_all的情况下）。使用while循环可以确保只有在资源确实可用时才会继续执行，从而避免虚假唤醒带来的问题。如上述代码中：

while self.current_count <= 0:
    self.cond.wait()

优化唤醒效率

使用notify和notify_all的选择：
- 如果只有一个等待的协程需要获取资源，使用notify方法可以更高效地唤醒单个协程，避免不必要地唤醒所有等待的协程。在上述代码中，release方法里调用self.cond.notify()只唤醒一个等待的协程。
- 如果多个等待的协程都需要获取资源（例如资源数量增加后多个协程都能获取），则使用notify_all方法。但这种情况下可能会导致不必要的上下文切换，所以要根据实际场景选择。
减少锁的持有时间：尽量缩短在持有锁的情况下执行的代码，例如在获取和释放资源时，只在必要的资源计数操作时持有锁，其他操作（如模拟使用资源的asyncio.sleep）在锁外部执行，这样可以减少其他协程等待锁的时间，提高整体效率。如上述代码中，模拟使用资源的操作在锁外部执行。

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面试题：Go中条件变量与互斥锁协同处理资源竞争及高效唤醒问题

知识考点

面试题答案

避免虚假唤醒

优化唤醒效率