Golang的锁机制使用及说明

目录

• 踩坑点
• 互斥锁 Mutex
• 读写锁 RWMutex
• 谨防锁拷贝
• 查看数据竞争
• 总结

golang中的锁分为互斥锁、读写锁、原子锁即原子操作。

在 Golang 里有专门的方开发者_C学习法来实现锁，就是 sync 包，这个包有两个很重要的锁类型。一个叫 Mutex， 利用它可以实现互斥锁。

一个叫 RWMutex，利用它可以实现读写锁。

• 全局锁 sync.Mutex，是同一时刻某一资源只能上一个锁，此锁具有排他性，上锁后只能被此线程使用，直至解锁。加锁后即不能读也不能写。全局锁是互斥锁，即 sync.Mutex 是个互斥锁。
• 读写锁 sync.RWMutex ，将使用者分为读者和写者两个概念，支持同时多个读者一起读共享资源，但写时只能有一个，并且在写时不可以读。理论上来说，sync.RWMutex 的 Lock() 也是个互斥锁。

踩坑点

将上面的结论展开一下，更清晰得说（为避免理解偏差宁可唠叨一些）：

• sync.Mutex 的锁是不可以嵌套使用的。
• sync.RWMutex 编程客栈的 mu.Lock() 是不可以嵌套的。
• sync.RWMutex 的 mu.Lock() 中不可以嵌套 mu.RLock()。（这是个注意的地方）

否则，会 panic fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

var l sync.RWMutex

func lockAndRead() { // 可读锁内使用可读锁
 l.RLock()
 defer l.RUnlock()

 l.RLock()
 defer l.RUnlock()
}

func main() {
 编程lockAndRead()
 time.Sleep(5 * time.Second)
}

而将 lockAndRead 换为以下三种函数均会造成 panic：

func lockAndRead1() { // 全局锁内使用android全局锁
 l.Lock()
 defer l.Unlock()

 l.Lock()
 defer l.Unlock()
}

func lockAndRead2() { // 全局锁内使用可读锁
 l.Lock()
 defer l.Unlock() // 由于 defer 是栈式执行，所以这两个锁是嵌套结构

 l.RLock()
 defer l.RUnlock()
}

func lockAndRead3() { // 可读锁内使用全局锁
 l.RLock()
 defer l.RUnlock()

 l.Lock()
 defer l.Unlock()
}

互斥锁 Mutex

互斥锁有两个方法：加锁、解锁。

一个互斥锁只能同时被一个 goroutine 锁定，其它 goroutine 将阻塞直到互斥锁被解锁（重新争抢对互斥锁的锁定）。

使用Lock加锁后，不能再进行加锁，只有当对其进行Unlock解锁之后，才能对其加锁。这个很好理解。

• 如果对一个未加锁的资源进行解锁，会引发panic异常。
• 可编程客栈以在一个goroutine中对一个资源加锁，而在另外一个goroutine中对该资源进行解锁。
• 不要在持有锁的时候做 IO 操作。尽量只通过持有锁来保护 IO 操作需要的资源而不是 IO 操作本身

func (m *Mutex) Lock()
func (m *Mutex) Unlock()

读写锁 RWMutex

读写锁有四个方法：读的加锁、解锁，写的加锁、解锁。

func (*RWMutex)Lock()
func (*RWMutex)Unlock()

和

func (*RWMutex)RLock()
func (*RWMutex)RUnlock()

RWMutex的使用主要事项

• 1、读锁编程的时候无需等待读锁的结束
• 2、读锁的时候要等待写锁的结束
• 3、写锁的时候要等待读锁的结束
• 4、写锁的时候要等待写锁的结束

谨防锁拷贝

type MyMutex struct {
 count int
 sync.Mutex
}

func main() {
 var mu MyMutex
 mu.Lock()
 var mu1 = mu
 mu.count++
 mu.Unlock()
 mu1.Lock()
 mu1.count++
 mu1.Unlock()
 fmt.Println(mu.count, mu1.count)
}

加锁后复制变量，会将锁的状态也复制，所以 mu1 其实是已经加锁状态，再加锁会死锁

查看数据竞争

加上 -race 参数验证数据竞争

以下代码有什么问题，怎么解决？

func main() {
 total, sum := 0, 0
 for i := 1; i <= 10; i++ {
  sum += i
  go func() {
   total += i
  }()
 }
 fmt.Printf("total:%d sum %d", total, sum)
}

该题的第二个考点：data race。

因为存在多 goroutine 同时写 total 变量的问题，所以有数据竞争。

可以加上 -race 参数验证

go run -race main.go
==================
WARNING: DATA RACE
Read at 0x00c0001b4020 by goroutine 8:
 main.main.func1()
   /Users/xuxinhua/main.go:12 +0x57

Previous write at 0x00c0001b4020 by main goroutine:
 main.main()
   /Users/xuxinhua/main.go:9 +0x10b

Goroutine 8 (running) created at:
 main.main()
   /Users/xuxinhua/main.go:11 +0xe7
==================

正确答案

package main

import (
  "sync/atomic"
  "sync"
  "fmt"
)

func main() {
  var wg sync.WaitGroup
  var total int64
  sum := 0
  for i := 1; i <= 10; i++ {
    wg.Add(1)
    sum += i
    go func(i int) {
      defer wg.Done()
      atomic.AddInt64(&total, int64(i))
    }(i)
  }
  wg.Wait()

  fmt.Printf("total:%d sum %d", total, sum)
}

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持我们。