sync.Cond多goroutine场景下死锁问题排查与优化

死锁原因 #

当前代码的核心问题是Broadcast执行时机过早：

• 启动三个subscribe goroutine后，main立刻调用Broadcast，但此时goroutine可能还没完成加锁、进入Wait状态，导致通知直接被“错过”。
• 后续subscribe goroutine执行到Wait时，会一直等待通知，但不会再有新的Broadcast触发，三个goroutine永久阻塞；同时main里的wg.Wait()永远等不到三个wg.Done()，也陷入阻塞。最终所有goroutine都休眠，触发死锁。

优化后的代码 #

要确保所有subscribe goroutine都进入Wait状态后，再执行Broadcast。可以用额外的WaitGroup来同步准备状态：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

type Button struct {
    Clicked *sync.Cond
}

func subscribe(cond *sync.Cond, btnMessage string, wg *sync.WaitGroup, readyWG *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    cond.L.Lock()
    // 告诉main：我已经加锁，准备好等待了
    readyWG.Done()
    cond.Wait()
    fmt.Println(btnMessage)
    cond.L.Unlock()
}

func test6() {
    var wg sync.WaitGroup
    var readyWG sync.WaitGroup

    button := Button{
        Clicked: sync.NewCond(&sync.Mutex{}),
    }

    wg.Add(3)
    readyWG.Add(3)
    go subscribe(button.Clicked, "Button 1", &wg, &readyWG)
    go subscribe(button.Clicked, "Button 2", &wg, &readyWG)
    go subscribe(button.Clicked, "Button 3", &wg, &readyWG)

    // 等待所有goroutine都准备好进入Wait状态
    readyWG.Wait()
    button.Clicked.Broadcast()

    wg.Wait()
}

func main() {
    test6()
}

优化点说明：

• 新增readyWG用来同步subscribe的准备状态，每个goroutine加锁后先调用readyWG.Done()，告诉main自己已经准备好等待。
• main先等待readyWG.Wait()，确认三个goroutine都进入等待状态后，再执行Broadcast，此时通知能被所有goroutine接收到。

死锁定位方法 #

1. 分析Go自动输出的死栈信息
   Go运行时会自动检测全局死锁，打印所有goroutine的调用栈：

   • 从日志里能看到goroutine 1卡在sync.(*WaitGroup).Wait，说明main在等子goroutine结束；
   • goroutine 6-8卡在sync.(*Cond).Wait，说明这些子goroutine一直在等待条件通知。结合这两点就能推断出通知没被接收到，导致双向阻塞。

2. 添加关键日志调试
   在加锁后、Wait前、Broadcast前后打印日志，观察执行顺序：

   // 在subscribe里加日志
   cond.L.Lock()
   fmt.Printf("%s: 已加锁，准备Wait\n", btnMessage)
   readyWG.Done()
   cond.Wait()
   // 在main里加日志
   readyWG.Wait()
   fmt.Println("所有goroutine准备完毕，执行Broadcast")
   button.Clicked.Broadcast()
   

   通过日志能直观看到Broadcast是否在所有Wait之前执行，快速定位时机问题。

3. 使用pprof分析goroutine状态
   运行程序时开启pprof：go run -cpuprofile cpu.pprof main.go，然后用go tool pprof cpu.pprof进入交互模式，输入goroutine命令查看所有goroutine的阻塞状态，精准定位阻塞点。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者cool_fire