在Go中,主要实现了两种锁:sync.Mutex(互斥锁) 以及 sync.RWMutex(读写锁)。 本篇主要给大家介绍sync.Mutex的使用和实现原理。 文章目录 为什么需要锁在Go中
在Go中,主要实现了两种锁:sync.Mutex(互斥锁) 以及 sync.RWMutex(读写锁)。
本篇主要给大家介绍sync.Mutex的使用和实现原理。
在高并发下或多goroutine同时执行下,可能会同时读写同一块内存,比如如下场景:
var count intvar mu sync.Mutexfunc func1() {for i := 0; i < 1000; i++ {go func() {count = count + 1}()}time.Sleep(time.Second)fmt.Println(count)}
输出的值预期是1000,实际是 948,965等,多次运行结果不一致。
之所以出现这样的现象,是因为对于count=count+1来讲,每个goroutine执行步骤为:
当多个goroutine同时执行修改数值时,后面执行的goroutine会把前面goroutine对count的修改覆盖。
sync.mutex的常用方法有两个:
基于此,上面的示例可以采用sync.mutex来改进:
var count intvar mutex sync.Mutexfunc func2() {for i := 0; i < 1000; i++ {go func() {mutex.Lock()count = count + 1mutex.Unlock()}()}time.Sleep(time.Second)fmt.Println(count)}
输出结果为1000。
当某一goroutine执行了mutex.lock()方法后,如果有其他的goroutine来执行上锁操作,会被阻塞,直到当前的goroutine执行mutex.unlock()方法释放锁后其他的goroutine才会继续抢锁执行。
sync.Mutex的数据结构
Go中的sync.Mutex的结构体为:
type Mutex struct {state int32sema uint32}
Sync.Mutex由两个字段构成,state用来表示当前互斥锁处于的状态,sema用于控制锁状态的信号量。相信各位道友读完这两个字段的描述后,好像懂了,又好像没懂。下面我们详细理解下这两个字段到底都作了哪些事。
互斥锁state主要记录了如下四种状态:
waiter_num: 记录了当前等待抢这个锁的goroutine数量
starving: 当前锁是否处于饥饿状态 (后文会详解锁的饥饿状态) 0: 正常状态 1: 饥饿状态
woken: 当前锁是否有goroutine已被唤醒。 0:没有goroutine被唤醒; 1: 有goroutine正在加锁过程
locked: 当前锁是否被goroutine持有。 0: 未被持有 1: 已被持有
sema信号量的作用:
当持有锁的gorouine释放锁后,会释放sema信号量,这个信号量会唤醒之前抢锁阻塞的gorouine来获取锁。
互斥锁在设计上主要有两种模式: 正常模式和饥饿模式。
之所以引入了饥饿模式,是为了保证goroutine获取互斥锁的公平性。所谓公平性,其实就是多个goroutine在获取锁时,goroutine获取锁的顺序,和请求锁的顺序一致,则为公平。
正常模式下,所有阻塞在等待队列中的goroutine会按顺序进行锁获取,当唤醒一个等待队列中的goroutine时,此goroutine并不会直接获取到锁,而是会和新请求锁的goroutine竞争。 通常新请求锁的goroutine更容易获取锁,这是因为新请求锁的goroutine正在占用cpu片执行,大概率可以直接执行到获取到锁的逻辑。
饥饿模式下, 新请求锁的goroutine不会进行锁获取,而是加入到队列尾部阻塞等待获取锁。
饥饿模式的触发条件:
饥饿模式的取消条件:
来源地址:https://blog.csdn.net/m0_73728511/article/details/133011077
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本文标题: Go面试题:锁的实现原理sync-mutex篇
本文链接: https://www.lsjlt.com/news/422347.html(转载时请注明来源链接)
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