Go 互斥锁（sync.Mutex）和读写锁（sync.RWMutex）

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？

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：

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：

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

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：

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：

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 ~