[转]Go 互斥锁（sync.Mutex）和读写锁（sync.RWMutex）

2024-03-20 10:16:10

原文：https://www.cnblogs.com/kaichenkai/p/11108303.html

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什么时候需要用到锁？

当程序中就一个线程的时候，是不需要加锁的，但是通常实际的代码不会只是单线程，所以这个时候就需要用到锁了，那么关于锁的使用场景主要涉及到哪些呢？

多个线程在读相同的数据时
多个线程在写相同的数据时
同一个资源，有读又有写

互斥锁（sync.Mutex）

互斥锁是一种常用的控制共享资源访问的方法，它能够保证同时只有一个 goroutine 可以访问到共享资源（同一个时刻只有一个线程能够拿到锁）

先通过一个并发读写的例子演示一下，当多线程同时访问全局变量时，结果会怎样？

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 package main import ("fmt") var count int func main() { for i := 0; i < 2; i++ { go func() { for i := 1000000; i > 0; i-- { count ++ } fmt.Println(count) }() } fmt.Scanf("\n") //等待子线程全部结束 } 运行结果： 980117 1011352 //最后的结果基本不可能是我们想看到的：200000

修改代码，在累加的地方添加互斥锁，就能保证我们每次得到的结果都是想要的值

package main
import ("fmt"
    "sync"
)

var (
    count int
    lock sync.Mutex
)

func main() {
    for i := 0; i < 2; i++ {
        go func() {
            for i := 1000000; i > 0; i-- {
                lock.Lock()
                count ++
                lock.Unlock()
            }
            fmt.Println(count)
        }()
    }

    fmt.Scanf("\n")  //等待子线程全部结束
}

运行结果：
1952533
2000000  //最后的线程打印输出

读写锁（sync.RWMutex）

在读多写少的环境中，可以优先使用读写互斥锁（sync.RWMutex），它比互斥锁更加高效。sync 包中的 RWMutex 提供了读写互斥锁的封装

读写锁分为：读锁和写锁

如果设置了一个写锁，那么其它读的线程以及写的线程都拿不到锁，这个时候，与互斥锁的功能相同
如果设置了一个读锁，那么其它写的线程是拿不到锁的，但是其它读的线程是可以拿到锁

通过设置写锁，同样可以实现数据的一致性：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 package main import ("fmt" "sync" ) var ( count int rwLock sync.RWMutex ) func main() { for i := 0; i < 2; i++ { go func() { for i := 1000000; i > 0; i-- { rwLock.Lock() count ++ rwLock.Unlock() } fmt.Println(count) }() } fmt.Scanf("\n") //等待子线程全部结束 } 运行结果： 1968637 2000000

互斥锁和读写锁的性能对比

demo：制作一个读多写少的例子，分别开启 3 个 goroutine 进行读和写，输出最终的读写次数

1）使用互斥锁：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 package main import ( "fmt" "sync" "time" ) var ( count int //互斥锁 countGuard sync.Mutex ) func read(mapA map[string]string){ for { countGuard.Lock() var _ string = mapA["name"] count += 1 countGuard.Unlock() } } func write(mapA map[string]string) { for { countGuard.Lock() mapA["name"] = "johny" count += 1 time.Sleep(time.Millisecond * 3) countGuard.Unlock() } } func main() { var num int = 3 var mapA map[string]string = map[string]string{"nema": ""} for i := 0; i < num; i++ { go read(mapA) } for i := 0; i < num; i++ { go write(mapA) } time.Sleep(time.Second * 3) fmt.Printf("最终读写次数：%d\n", count) } 运行结果： 最终读写次数：3766

2）使用读写锁

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 package main import ( "fmt" "sync" "time" ) var ( count int //读写锁 countGuard sync.RWMutex ) func read(mapA map[string]string){ for { countGuard.RLock() //这里定义了一个读锁 var _ string = mapA["name"] count += 1 countGuard.RUnlock() } } func write(mapA map[string]string) { for { countGuard.Lock() //这里定义了一个写锁 mapA["name"] = "johny" count += 1 time.Sleep(time.Millisecond * 3) countGuard.Unlock() } } func main() { var num int = 3 var mapA map[string]string = map[string]string{"nema": ""} for i := 0; i < num; i++ { go read(mapA) } for i := 0; i < num; i++ { go write(mapA) } time.Sleep(time.Second * 3) fmt.Printf("最终读写次数：%d\n", count) } 运行结果： 最终读写次数：8165

结果差距大概在 2 倍左右，读锁的效率要快很多！

关于互斥锁的补充

互斥锁需要注意的问题：

不要重复锁定互斥锁
不要忘记解锁互斥锁，必要时使用 defer 语句
不要在多个函数之间直接传递互斥锁

死锁：当前程序中的主 goroutine 以及我们启用的那些 goroutine 都已经被阻塞，这些 goroutine 可以被称为用户级的 goroutine 这就相当于整个程序已经停滞不前了，并且这个时候 go 程序会抛出如下的 panic：

1	`fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!`

并且go语言运行时系统抛出自行抛出的panic都属于致命性错误，都是无法被恢复的，调用recover函数对他们起不到任何作用

Go语言中的互斥锁是开箱即用的，也就是我们声明一个sync.Mutex 类型的变量，就可以直接使用它了，需要注意：该类型是一个结构体类型，属于值类型的一种，将它当做参数传给一个函数，将它从函数中返回，把它赋值给其他变量，让它进入某个管道，都会导致他的副本的产生。并且原值和副本以及多个副本之间是完全独立的，他们都是不同的互斥锁，所以不应该将锁通过函数的参数进行传递

关于读写锁的补充

1、在写锁已被锁定的情况下再次试图锁定写锁，会阻塞当前的goroutine

2、在写锁已被锁定的情况下再次试图锁定读锁，也会阻塞当前的goroutine

3、在读锁已被锁定的情况下试图锁定写锁，同样会阻塞当前的goroutine

4、在读锁已被锁定的情况下再试图锁定读锁，并不会阻塞当前的goroutine

对于某个受到读写锁保护的共享资源，多个写操作不能同时进行，写操作和读操作也不能同时进行，但多个读操作却可以同时进行

对写锁进行解锁，会唤醒“所有因试图锁定读锁，而被阻塞的goroutine”, 并且这个通常会使他们都成功完成对读锁的锁定（这个还不理解）

对读锁进行解锁，只会在没有其他读锁锁定的前提下，唤醒“因试图锁定写锁，而被阻塞的 goroutine” 并且只会有一个被唤醒的 goroutine 能够成功完成对写锁的锁定，其他的 goroutine 还要在原处继续等待，至于哪一个goroutine，那么就要看谁等待的事件最长

解锁读写锁中未被锁定的写锁，会立即引发panic ，对其中的读锁也是如此，并且同样是不可恢复的

参考链接：https://www.cnblogs.com/zhaof/p/8636384.html

ending ~

每天都要遇到更好的自己.

码农公寓