Go語言互斥鎖(sync.Mutex)和讀寫互斥鎖(sync.RWMutex)

參考:
http://c.biancheng.net/view/107.html

關(guān)鍵點(diǎn)

通過關(guān)鍵詞匯,實(shí)現(xiàn)快速理解,記憶目的

1、Go語言包中的 sync 包提供了兩種類型:

  • sync.Mutex

    • 比較暴力,一個協(xié)程住后,其他協(xié)程只能等待;

    • 不管你的代碼操作還是操作,鎖住后,其他協(xié)程只能等待

  • sync.RWMutex (一句話總結(jié)鎖和互斥,讀的時候不能寫,寫的時候,不能讀;可以同時獲取多個讀

    • 讀鎖占用的情況下,會阻止寫,但不阻止讀;即多個 goroutine 可同時獲取讀鎖(調(diào)用 RLock() 方法),會阻止寫;

    • 一個協(xié)程的寫鎖占用時,會阻止其他協(xié)程的讀鎖寫鎖;
      2、讀多寫少的場景,推薦使用sync.RWMutex

1、sync.Mutex

Mutex 是最簡單的一種類型,同時也比較暴力,當(dāng)一個 goroutine 獲得了 Mutex 后,其他 goroutine 就只能乖乖等到這個 goroutine 釋放該 Mutex。

2、sync.RWMutex

RWMutex 相對友好些,是經(jīng)典的單寫多讀模型。

從 RWMutex 的實(shí)現(xiàn)看,RWMutex 類型其實(shí)組合了 Mutex:

type RWMutex struct {
    w Mutex
    writerSem uint32
    readerSem uint32
    readerCount int32
    readerWait int32
}

對于這兩種鎖類型,任何一個 Lock() 或 RLock() 均需要保證對應(yīng)有 Unlock() 或 RUnlock() 調(diào)用與之對應(yīng),否則可能導(dǎo)致等待該鎖的所有 goroutine 處于饑餓狀態(tài),甚至可能導(dǎo)致死鎖。

3、sync.Mutex 例子

鎖的典型使用模式如下:

package main
import (
    "fmt"
    "sync"
)
var (
    // 邏輯中使用的某個變量
    count int
    // 與變量對應(yīng)的使用互斥鎖
    countGuard sync.Mutex
)
func GetCount() int {
    // 鎖定
    countGuard.Lock()
    // 在函數(shù)退出時解除鎖定
    defer countGuard.Unlock()
    return count
}
func SetCount(c int) {
    countGuard.Lock()
    count = c
    countGuard.Unlock()
}
func main() {
    // 可以進(jìn)行并發(fā)安全的設(shè)置
    SetCount(1)
    // 可以進(jìn)行并發(fā)安全的獲取
    fmt.Println(GetCount())
}

代碼說明如下:

  • 第 10 行是某個邏輯步驟中使用到的變量,無論是包級的變量還是結(jié)構(gòu)體成員字段,都可以。

  • 第 13 行,一般情況下,建議將互斥鎖的粒度設(shè)置得越小越好,降低因?yàn)楣蚕碓L問時等待的時間。這里筆者習(xí)慣性地將互斥鎖的變量命名為以下格式:
    變量名+Guard
    以表示這個互斥鎖用于保護(hù)這個變量。

  • 第 16 行是一個獲取 count 值的函數(shù)封裝,通過這個函數(shù)可以并發(fā)安全的訪問變量 count。

  • 第 19 行,嘗試對 countGuard 互斥量進(jìn)行加鎖。一旦 countGuard 發(fā)生加鎖,如果另外一個 goroutine 嘗試?yán)^續(xù)加鎖時將會發(fā)生阻塞,直到這個 countGuard 被解鎖。

  • 第 22 行使用 defer 將 countGuard 的解鎖進(jìn)行延遲調(diào)用,解鎖操作將會發(fā)生在 GetCount() 函數(shù)返回時。

  • 第 27 行在設(shè)置 count 值時,同樣使用 countGuard 進(jìn)行加鎖、解鎖操作,保證修改 count 值的過程是一個原子過程,不會發(fā)生并發(fā)訪問沖突。

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4、sync.RWMutex 例子

讀多寫少的環(huán)境中,可以優(yōu)先使用讀寫互斥鎖(sync.RWMutex),它比互斥鎖更加高效。

sync 包中的 RWMutex 提供了讀寫互斥鎖的封裝

我們將互斥鎖例子中的一部分代碼修改為讀寫互斥鎖,參見下面代碼:

var (
    // 邏輯中使用的某個變量
    count int
    // 與變量對應(yīng)的使用互斥鎖
    countGuard sync.RWMutex
)
func GetCount() int {
    // 鎖定
    countGuard.RLock()
    // 在函數(shù)退出時解除鎖定
    defer countGuard.RUnlock()
    return count
}

代碼說明如下:

  • 第 6 行,在聲明 countGuard 時,從 sync.Mutex 互斥鎖改為 sync.RWMutex 讀寫互斥鎖。

  • 第 12 行,獲取 count 的過程是一個讀取 count 數(shù)據(jù)的過程,適用于讀寫互斥鎖。在這一行,把 countGuard.Lock() 換做 countGuard.RLock(),將讀寫互斥鎖標(biāo)記為讀狀態(tài)。如果此時另外一個 goroutine 并發(fā)訪問了 countGuard,同時也調(diào)用了 countGuard.RLock() 時,并不會發(fā)生阻塞。

  • 第 15 行,與讀模式加鎖對應(yīng)的,使用讀模式解鎖。

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