GO语言锁底层实现，Golang互斥锁Mutex深入浅出

2023-12-17 06:52:38

在 Golang 中，锁是一个用于保证数据完整性的同步机制。它可以防止多个协程同时访问同一份数据，从而避免数据损坏。互斥锁（Mutex）是 Golang 中最常用的锁类型，它可以保证只有一个协程能够访问被锁住的数据。

什么是锁

锁是一种用于保证数据完整性的同步机制。它可以防止多个协程同时访问同一份数据，从而避免数据损坏。锁有两种主要类型：互斥锁（Mutex）和读写锁（RWLock）。互斥锁只允许一个协程访问被锁住的数据，而读写锁允许多个协程同时读取被锁住的数据，但只有一个协程可以写入被锁住的数据。

Golang中的锁

Golang 中的锁使用 sync.Mutex 类型表示。sync.Mutex 是一个互斥锁，它保证只有一个协程能够访问被锁住的数据。要使用 sync.Mutex，需要先创建一个 sync.Mutex 类型的变量，然后使用 Lock() 和 Unlock() 方法来对数据进行加锁和解锁。

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var mu sync.Mutex

func main() {
    // 对数据加锁
    mu.Lock()

    // 访问被锁住的数据
    fmt.Println("访问被锁住的数据")

    // 解锁数据
    mu.Unlock()
}

Mutex的实现原理

Mutex 是通过一个内部变量 m 来实现的，m 的类型是 uint32。m 的值有三种状态：0 表示锁未被持有，1 表示锁被持有，2 表示锁被争用。

当一个协程调用 Lock() 方法时，如果 m 的值是 0，则协程会将 m 的值设置为 1，并继续执行。如果 m 的值是 1，则协程会阻塞，直到 m 的值变为 0。

当一个协程调用 Unlock() 方法时，如果 m 的值是 1，则协程会将 m 的值设置为 0，并唤醒所有被阻塞的协程。

Mutex的使用示例

Mutex 可以用于保护任何需要同步访问的数据。例如，Mutex 可以用于保护共享内存、数据库连接池或文件句柄。

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var mu sync.Mutex
var counter int

func main() {
    // 创建一个协程池
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 10; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            // 对数据加锁
            mu.Lock()

            // 访问被锁住的数据
            counter++

            // 解锁数据
            mu.Unlock()

            wg.Done()
        }()
    }

    // 等待所有协程执行完毕
    wg.Wait()

    // 打印计数器值
    fmt.Println(counter) // 输出 10
}