Go语言----sync.Mutex互斥锁

在Go语言的并发编程中，多个协程(goroutine)同时读写同一个变量，在并发度较高的情况下，可能会发生冲突。这时候就需要我们确保一次只有一个协程(goroutine)可以访问这个变量，从而避免冲突，这也称之为互斥。

在Go语言中，希望使用channel信道的方式来处理并发情况。但在某些特殊情况下，依然需要使用到锁，为此Go语言给我们提供了互斥锁（sync.Mutex）与读写锁（sync.RWMutex），这是实现线程安全、保护共享资源免受竞态条件影响的核心工具。

并发例子

go 复制代码

package main

import "fmt"

var count int64

func main() {
    var ch = make(chan struct{}, 2)
    go func() {
        for i := 0; i < 10000; i++ {
            count++
        }
        ch <- struct{}{}
    }()

    go func() {
        for i := 0; i < 10000; i++ {
            count--
        }
        ch <- struct{}{}
    }()

    <-ch
    <-ch
    close(ch)
    fmt.Println(count)
}

定义了一个全局变量 count
开启了两个子协程，一个对 count 进行 10000 次自增、另一个对 count 进行 10000 次自减
使用了 channel，保证两个 goroutine 执行完毕之后打印 count。
在不考虑并发的的情况下，打印结果应该为count =0；
但是实际的结果是：

实际上，对count的自增和自减并不是一个原子操作；它大致可以

分为读取变量当前值；
对这个值进行加减操作
运算之后把结果再保存到变量中。
因为不是原子操作，就可能有并发的问题。比如 goroutine1 和 goroutine2 读取的 count 都是 0，然后 goroutine1 对 count 执行自增，goroutine2 对 count 执行自减，此时运算之后的结果一个是 1、一个是 -1，然后再将结果保存到 count 的时候，也是要么得到 1 要么得到 -1，但很明显结果应该是 0 才对。

互斥锁`sync.Mutex`

互斥锁能够确保同一时刻只有一个goroutine能够访问受保护的资源。在Go中，sync.Mutex类型提供了锁定Lock()和解锁Unlock()方法来实现互斥访问。其实现如下：

go 复制代码

// A Locker represents an object that can be locked and unlocked.
type Locker interface {
	Lock()
	Unlock()
}

当一个goroutine获得互斥锁权限后，其他请求锁的goroutine会阻塞在Lock()方法的调用上，直到调用Unlock()方法被释放。

go 复制代码

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

var count int64

func main() {
	var ch = make(chan struct{}, 2)
	var lock = new(sync.Mutex)
	go func() {
		for i := 0; i < 10000; i++ {
			lock.Lock()
			count++
			lock.Unlock()
		}
		ch <- struct{}{}
	}()

	go func() {
		for i := 0; i < 10000; i++ {
			lock.Lock()
			count--
			lock.Unlock()
		}
		ch <- struct{}{}
	}()

	<-ch
	<-ch
	close(ch)
	fmt.Println(count)
}

在子协程修改count变量的时候，都会调用.Lock()去获取锁，而一旦锁已被获取，那么证明别的 goroutine 进入了临界区，当前 goroutine 会阻塞。直到另一个goroutine释放锁，这个goroutine才会获取锁对其进行操作，所以我们不管执行多少次，结果都是0，对count的操作保证了原子性。

常见的问题

忘记解锁
忘记调用Unlock()方法会导致其他goroutine永远阻塞，形成死锁。务必确保每个Lock()都有对应的Unlock()。

go 复制代码

..........
lock.Lock()
count--
lock.Unlock()
..........

或者我们可以利用延迟defer，可以确保解锁操作在函数返回前自动执行，避免忘记解锁：

go 复制代码

..........
lock.Lock()
defer lock.Unlock()
count--
..........

重复解锁
多次调用Unlock()可能导致数据竞争或panic。每个Lock()只能被解锁一次。我们应该确保每个Lock()只有一个对应的Unlock()。使用defer可以避免此类问题。

注意

在一个 goroutine 获得 Mutex 后，其他 goroutine 只能等到这个 goroutine 释放该 Mutex
使用 Lock() 加锁后，不能再继续对其加锁，直到利用 Unlock() 解锁后才能再加锁
在 Lock() 之前使用 Unlock() 会导致 panic 异常
已经锁定的 Mutex 并不与特定的 goroutine 相关联，这样可以利用一个 goroutine 对其加锁，再利用其他 goroutine 对其解锁
在同一个 goroutine 中的 Mutex 解锁之前再次进行加锁，会导致死锁
适用于读写不确定，并且只有一个读或者写的场景

参考：

这里只对锁的使用做一个笔记，如果想要深入了解的可以参考详解 Go 的并发原语 sync.Mutex，通过互斥锁来解决资源并发访问所带来的问题

Go语言----sync.Mutex互斥锁

并发例子

互斥锁sync.Mutex

常见的问题

注意

参考：

互斥锁`sync.Mutex`