如何在 Golang 中高效使用 sync.RWMutex

2023-09-29 21:54:21

sync.RWMutex 简介

sync.RWMutex 是 Go 语言标准库中的一种并发控制机制，用于保护共享数据在并发环境下的安全访问。它提供了一种读写互斥锁，允许多个 goroutine 同时读取共享数据，但只能有一个 goroutine 同时写入共享数据。这可以防止多个 goroutine 同时修改共享数据而导致数据不一致的问题。

sync.RWMutex 的实现原理

sync.RWMutex 内部使用了一个原子变量 state 和两个信号量（semaphore）rcount 和 wcount 来控制对共享数据的并发访问。state 变量记录了锁的当前状态，rcount 记录了正在读取共享数据的 goroutine 数量，wcount 记录了正在写入共享数据的 goroutine 数量。

当一个 goroutine 想要读取共享数据时，它会首先尝试获取 rcount 信号量。如果 rcount 大于 0，则说明已经有其他 goroutine 正在读取共享数据，此时该 goroutine 可以继续读取共享数据。如果 rcount 为 0，则说明没有其他 goroutine 正在读取或写入共享数据，此时该 goroutine 可以获取 rcount 信号量并开始读取共享数据。

当一个 goroutine 想要写入共享数据时，它会首先尝试获取 wcount 信号量。如果 wcount 为 0，则说明没有其他 goroutine 正在读取或写入共享数据，此时该 goroutine 可以获取 wcount 信号量并开始写入共享数据。如果 wcount 大于 0，则说明有其他 goroutine 正在读取或写入共享数据，此时该 goroutine 需要等待，直到 wcount 变为 0 才能获取 wcount 信号量并开始写入共享数据。

如何使用 sync.RWMutex

要使用 sync.RWMutex，需要先创建一个 sync.RWMutex 实例，然后使用它的 Lock 和 Unlock 方法来控制对共享数据的访问。

package main

import (
	"sync"
	"fmt"
)

var rwMutex sync.RWMutex
var sharedData int

func main() {
	// 启动两个 goroutine 并发读取共享数据
	go readSharedData()
	go readSharedData()

	// 启动一个 goroutine 并发写入共享数据
	go writeSharedData()

	// 等待所有 goroutine 执行完毕
	time.Sleep(time.Second)
}

func readSharedData() {
	rwMutex.RLock()
	defer rwMutex.RUnlock()

	fmt.Println("Reading shared data:", sharedData)
}

func writeSharedData() {
	rwMutex.Lock()
	defer rwMutex.Unlock()

	sharedData++
	fmt.Println("Writing shared data:", sharedData)
}