1. sync.WaitGroup 长啥样

type WaitGroup struct {
    noCopy noCopy        // 静态防复制
    state  atomic.Uint64 // 高 32 位：counter；低 32 位：waiter
    sema   uint32        // runtime 信号量
}

• sema 是 runtime 用于挂起/唤醒的 token，上层无感知。
• noCopy 与 sync包其他结构中的定义一样，编译器拦住复制行为。
• state 只用 一条 64 位原子变量 存放两个 32 位整数，保证并发下既读 counter 又读 waiter，无需两把锁。

2. 实现原理

2.1 Add：计数器更新 + 归零广播

state := wg.state.Add(uint64(delta) << 32) // 把 delta 塞进高 32 位
v := int32(state >> 32) // 高位取出 counter
w := uint32(state)      // 低位取出 waiter
if v < 0 {
	panic("sync: negative WaitGroup counter")
}
if w != 0 && delta > 0 && v == int32(delta) {
	panic("sync: WaitGroup misuse: Add called concurrently with Wait")
}
if v > 0 || w == 0 {
	return
}
if wg.state.Load() != state {
	panic("sync: WaitGroup misuse: Add called concurrently with Wait")
}
	wg.state.Store(0)
for ; w != 0; w-- {
	runtime_Semrelease(&wg.sema, false, 0)
}

1. counter 为负 → panic：避免逻辑错误。
2. counter > 0 或无 waiter → 直接返回：快速路径。
3. misuse 检测：
   1. Add 与 Wait 并发会触发 panic。
   2. 计数器归 0 后再次 Add 必须等所有 Wait 返回，否则 panic。
4. counter == 0 且 waiter > 0 → 唤醒全部
   1. 广播唤醒：一次性发 w 个信号，所有 Wait 在同一时刻被唤醒，相当于 Broadcast
   2. 唤醒顺序：FIFO

2.2 Done：Add(-1)的语法糖

func (wg *WaitGroup) Done() {
	wg.Add(-1)
}

• 任何 goroutine 完成任务只需一句 Done()，更简洁且更语义化。

2.3 Wait：CAS 自旋 + 信号量阻塞

for {
    state := wg.state.Load()
    v := int32(state >> 32)   // 高位取出 counter
    w := uint32(state)        // 低位取出 waiter
    if v == 0 { return }      // 快速路径：已归零
    if wg.state.CompareAndSwap(state, state+1) {  // CAS：把 waiter++
        runtime_SemacquireWaitGroup(sema)         // 阻塞
        if wg.state.Load() != 0 {                 // 连续调用检查
            panic("sync: WaitGroup is reused before previous Wait has returned") 
        }
        return
    }
}

• 无锁自旋：CAS 失败后重试，避免全局锁。
• 一次阻塞：成功后挂在 runtime 信号量上，CPU 不占时间片。
• 唤醒后校验：再次读 state，非 0 说明 WaitGroup 被提前复用，直接 panic。

3. 与channel的对比

一句话：WaitGroup 是“计数器 + 广播”，Channel 是“管道 + 事件”。

4. 面试题速记

4.1. Add 的参数可以为负吗？边界是多少？

可以为负，但 counter 不能 < 0，否则 panic。

4.3. WaitGroup 可以复制吗？

不能。noCopy 会让 go vet 报警；复制后并发使用会导致数据竞争或 panic。

4.4. WaitGroup 如何实现超时等待？

本身不支持，需要配合 context.WithTimeout 或 select + time.After。

4.5. counter 已经为 0 时再 Add 正数会怎样？

• 如果此时仍有旧 Wait 未结束则 panic
• 如果没有Wait，则可以调用，但新的 Wait 会立即返回 0

4.6. Add 可以在 goroutine 里调吗？

在 goroutine 里调用，可能出现 Wait 提前返回。

4.7. WaitGroup 与 ErrGroup 的区别？

ErrGroup 在 WaitGroup 基础上增加了 收集第一个错误 和 context 取消传播。

4.8. 为什么 WaitGroup 内部不用互斥锁？

64 位原子变量 + runtime 信号量已经足够，避免全局锁带来的调度开销。

4.9. 多个 goroutine 同时 Wait 会发生什么？

全部阻塞；counter 归零后一次性唤醒，唤醒顺序由 runtime 信号量保证 FIFO。

4.WaitGroup 适用于哪些场景？

并发请求聚合、批量 IO、Map-Reduce 阶段同步、测试用例等待后台 goroutine 结束等。

4.WaitGroup 计数器归零后还能再次使用吗？

可以，但要确保所有 Wait 已经返回，且新的 Add 发生在旧 Wait 之后。