Golang sync.Mutex 与 sync.RWMutex

Golang 中 sync 包实现了两种锁，Mutex（互斥锁）和 RWMutex（读写锁），其中 RWMutex 是基于 Mutex 实现的。

1.sync.Mutex

type Mutex struct {

// contains filtered or unexported fields

}

func (m *Mutex) Lock()

func (m *Mutex) Unlock()

sync.Mutex 用于多个 goroutine 对共享资源的互斥访问。使用要点如下：

（1）使用 Lock() 加锁，Unlock() 解锁；

（2）对未解锁的 Mutex 使用 Lock() 会阻塞；

（3）对未上锁的 Mutex 使用 Unlock() 会导致 panic 异常。

多个 goroutine 对同一个全局变量读写需要加锁，示例如下：

package main

import (

    "fmt"

    "sync"

)

func main() {

        var intVar int

        var wg sync.WaitGroup

        var mutex sync.RWMutex

    go func(){

        defer wg.Done()

        mutex.Lock()

        intVar=4

        mutex.Unlock()

        fmt.Printf("first goroutine, intVar=%d\n",intVar)

        }()

    go func(){

        defer wg.Done()

        mutex.Lock()

        intVar=5

        mutex.Unlock()

        fmt.Printf("second goroutine, intVar=%d\n",intVar)

    }()

    wg.Add(2)

    wg.Wait()

    fmt.Println("end main goroutine")

}

输出结果：

second goroutine, intVar=5

first goroutine, intVar=4

end main goroutine

//或

first goroutine, intVar=4

second goroutine, intVar=5

end main goroutine

在解锁之前加锁会导致死锁。

package main

import (

    "fmt"

    "sync"

)

func main(){

    var mutex sync.Mutex

    mutex.Lock()

    fmt.Println("Locked")

    mutex.Lock()

}

输出结果：

Locked

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

2.sync.RWMutex

type RWMutex struct {

// contains filtered or unexported fields

}

func (rw *RWMutex) Lock()

func (rw *RWMutex) RLock()

func (rw *RWMutex) RLocker() Locker

func (rw *RWMutex) RUnlock()

func (rw *RWMutex) Unlock()

sync.RWMutex 用于读锁和写锁分开的情况。使用时注意如下几点：

（1）RWMutex 是单写多读锁，该锁可以加多个读锁或者一个写锁；

（2）读锁占用的情况下会阻止写，不会阻止读，多个 goroutine 可以同时获取读锁；

（3）写锁会阻止其他 goroutine（无论读和写）进来，整个锁由该 goroutine 独占；

（4）适用于读多写少的场景。

2.1 Lock()与Unlock()

（1）Lock() 加写锁，Unlock() 解写锁

（2）如果在加写锁之前已经有其他的读锁和写锁，则 Lock() 会阻塞直到该锁可用，为确保该锁可用，已经阻塞的 Lock() 调用会从获得的锁中排除新的读取器，即写锁权限高于读锁，有写锁时优先进行写锁定；

（3）在 Lock() 之前使用 Unlock() 会导致 panic 异常。

2.2 RLock() 和 RUnlock()

（1）RLock() 加读锁，RUnlock() 解读锁；

（2）RLock() 加读锁时，如果存在写锁，则无法加读锁；当只有读锁或者没有锁时，可以加读锁，读锁可以加多个；

（3）RUnlock() 解读锁，RUnlock() 撤销单次 RLock() 调用，对于其他同时存在的读锁则没有效果；

（4）在没有读锁的情况下调用 RUnlock()，会导致 panic 错误；

（5）RUnlock() 的个数不得多于 RLock()，否则会导致 panic 错误。

Go map 的读写是非原子操作，如果有多个 goroutine 同时对 map 进行操作时，需要加读写锁。

package main

import (

    "sync"

    "fmt"

)

func main() {

    mapNameAge :=make(map[string]int)

    var rwMutex sync.RWMutex

    var wg sync.WaitGroup

    go func(){

        defer wg.Done()

        rwMutex.Lock()

        mapNameAge["dablelv"]=18

        rwMutex.Unlock()

        fmt.Println("first goroutine to write map end")

    }()

    go func(){

        defer wg.Done()

        rwMutex.RLock()

        age, _ :=mapNameAge["dablelv"]

        rwMutex.RUnlock()

        fmt.Printf("second goroutine to read map end, map[dablelv]=%d\n",age)

    }()

    wg.Add(2)

    wg.Wait()

    fmt.Println("main goroutine end")

}

输出结果：

second goroutine to read map end, map[dablelv]=0

first goroutine to write map end

main goroutine end

//或

first goroutine to write map end

second goroutine to read map end, map[dablelv]=18

main goroutine end

2.3 错误使用异常

（1）Unlock() 使用之前不存在 Lock()。

package main

import (

    "sync"

)

func main(){

    var rwMutex sync.RWMutex

    rwMutex.Unlock()

}

程序输出：

panic: sync: Unlock of unlocked RWMutex

（2）RUnlock() 之前不存在 RLock()。

package main

import (

    "sync"

)

func main(){

    var rwMutex sync.RWMutex

    rwMutex.RUnlock()

}

程序输出：

fatal error: sync: RUnlock of unlocked RWMutex

（3）RWMutex 使用不当导致的死锁。

package main

import (

    "sync"

)

func main(){

    var rwmutex *sync.RWMutex

    rwmutex = new(sync.RWMutex)

    rwmutex.Lock()

    rwmutex.Lock()

}

程序输出：

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

（4）RUnlock() 个数多于 RLock()。

package main

import (

    "sync"

)

func main(){

    var rwmutex *sync.RWMutex

    rwmutex = new(sync.RWMutex)

    rwmutex.RLock()

    rwmutex.RLock()

    rwmutex.RUnlock()

    rwmutex.RUnlock()

    rwmutex.RUnlock()

}

程序输出：

panic: sync: RUnlock of unlocked RWMutex