求求爹给解答下 golang sync.WaitGroup 的疑惑

实在看不懂了，越看越懵，sync.Mutex 无压力看懂，到这个 waitgroup 就跪了，求亲爹指教一下，跪谢

首先 waitgroup 基本每个版本都有改动，每个改动都逃不开几个话题，内存对齐、原子性

先看一下 1.17 的结构

type WaitGroup struct {
	noCopy noCopy
	state1 [3]uint32
}

func (wg *WaitGroup) state() (statep *uint64, semap *uint32) {
	if uintptr(unsafe.Pointer(&wg.state1))%8 == 0 {
		return (*uint64)(unsafe.Pointer(&wg.state1)), &wg.state1[2]
	} else {
		return (*uint64)(unsafe.Pointer(&wg.state1[1])), &wg.state1[0]
	}
}

再看一下 1.18 的结构

type WaitGroup struct {
	noCopy noCopy
	state1 uint64
	state2 uint32
}

func (wg *WaitGroup) state() (statep *uint64, semap *uint32) {
	if unsafe.Alignof(wg.state1) == 8 || uintptr(unsafe.Pointer(&wg.state1))%8 == 0 {
		// state1 is 64-bit aligned: nothing to do.
		return &wg.state1, &wg.state2
	} else {
		// state1 is 32-bit aligned but not 64-bit aligned: this means that
		// (&state1)+4 is 64-bit aligned.
		state := (*[3]uint32)(unsafe.Pointer(&wg.state1))
		return (*uint64)(unsafe.Pointer(&state[1])), &state[0]
	}
}

在 32 位系统下，state 函数会走 else ，让 state1[1]和 state1[2]一起变成 uint64 ，这个 uint64 大小为 8 字节 64 位

waitgroup 废了这么大劲，网上说主要是为了对齐和原子性

1.我不理解如何保证原子性使用 state1 字段时候，都用了 atmoic ，我理解 atmoic 已经保证了原子性，莫非是 32 位系统读取 64 位 uint64 时候，这个读操作不是原子性的？？如果是这样那么我不理解问题 2

2.为什么 state 函数在 32 位上的实现可以保证原子性假如 uint64 占用了 0~31 和 32~63 两个地址位，那么无论怎么对齐，32 位系统怎么能保证一次性、原子性的把这 64 位地址读出来？

3.为什么 state 函数对 8 取模就能判断是 64 位还是 32 位系统 32 位系统中 WaitGroup 结构体就不能是地址 0x00008 么？？这样对 8 取模会判断成是 64 位

4.为啥不直接使用 uint32 ，解决了对齐和原子性问题

虚心求教

icgszi

245 天前

1 和 2 是同一个问题，Golang 的 atomic 包要求用户自己保证 64 位对齐，具体可以看官方文档
https://pkg.go.dev/sync/atomic#pkg-note-BUG
至于为什么 32 位对齐不行 64 位就可以，只能说是系统提供的 atomic 原语本身决定的。
3 我觉得你是想复杂了，作者的目的不是判断系统是 32 位还是 64 位，他只是想保证从一段连续的 96 位取出来当作
statep 的那 64 位是对齐的就好了。比如说如果是 [0, 96)，那就取 [0, 64) 作为 statep ，这一段不管是在 32 位系统还是 64 位系统，都是 64 位对齐的，如果是 [32, 128)，那就取 [64, 128) 作为 statep ，理由一样。
4 的话很简单，因为 uint32 不够用。statep 本身就包含了两个 counter ，每个 counter 在 uint32 的范围。atomic 操作 statep 其实是 atomic 操作这两个 counter 。你如果用 uint32 ，那每个 counter 就只有 uint16 的范围了，65536 很容易就超了不满足设计需求。