我們在多協程操作時，有種場景是讀操作次數遠遠大于寫操作，這個時候，我們就會考慮用到讀寫鎖。

讀寫鎖

讀寫鎖（百科）定義：是一種特殊的的自旋鎖，它把對共享資源的訪問者劃分成讀者和寫者，讀者只對共享資源進行讀訪問，寫者則需要對共享資源進行寫操作。

在Go語言中、sync標準庫定義了RWMutex結構代表讀寫鎖，該結構在rwmutex.go中，RWMutex繼承于Locker接口，其實是互斥鎖的改進版，為什么這樣說呢，看完下文就會清楚了。

讀寫鎖特征：

讀鎖之間是共享的，多協程可以同時加讀鎖，寫鎖與讀鎖之間是互斥的。

源碼基于：go version go1.13.4 windows/amd64。

Locker接口

type Locker interface {Lock()Unlock() }

讀寫鎖結構體定義

type RWMutex struct {w Mutex // 互斥鎖，寫鎖協程獲取該鎖后，其他寫鎖處于阻塞等待writerSem uint32 // 寫入等待信號量，最后一個讀取協程釋放鎖時會釋放信號量readerSem uint32 // 讀取等待信號量，持有寫鎖協程釋放后會釋放信號量readerCount int32 // 讀鎖的個數readerWait int32 // 寫操作時，需要等待讀操作的個數 }

我們看到RWMutex讀寫鎖里面包含：

w?Mutex互斥鎖，w控制并發時多個寫操作

writerSem?寫入等待信號量

readerSem?讀取等待信號量

readerCount?讀鎖的個數

readerWait?寫操作時，需要等待讀操作的個數

再看常量rwmutexMaxReaders，定義的是最大讀鎖數量

// rwmutexMaxReaders：支持1073741824個鎖 const rwmutexMaxReaders = 1 << 30 sync.RWMutex所有方法如下圖所示

讀寫鎖的核心方法：其主要核心的有Lock、Unlock、RLock和RUnlock四個方法。

func (*RWMutex) Lock // 獲取寫鎖操作 func (*RWMutex) Unlock // 解除寫鎖操作 func (*RWMutex) RLock // 獲取讀鎖操作 func (*RWMutex) RUnlock // 解除讀鎖操作 RLocker() Locker // 返回Locker對象

?

RLocker，返回一個Locker對象

// 返回一個Locker對象 func (rw *RWMutex) RLocker() Locker {return (*rlocker)(rw) }

Lock，獲取寫鎖操作

func (rw *RWMutex) Lock() {// ①、競爭鎖時檢測if race.Enabled {_ = rw.w.staterace.Disable()}// 先獲取Mutex互斥鎖，多協程時只能有一個協程拿到鎖rw.w.Lock()// ②、寫鎖時，會將readerCount減去rwmutexMaxReaders，// 設置需要等待釋放的讀鎖的數量，如有則掛起獲取讀鎖的協程r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, -rwmutexMaxReaders) + rwmutexMaxReadersif r != 0 && atomic.AddInt32(&rw.readerWait, r) != 0 {// ③如果先進來的，會在隊列前面阻塞等待，進入隊列等待runtime_SemacquireMutex(&rw.writerSem, false, 0)}if race.Enabled {race.Enable()race.Acquire(unsafe.Pointer(&rw.readerSem))race.Acquire(unsafe.Pointer(&rw.writerSem))} }

①寫鎖操作只能被一個寫協程拿到，競爭檢測后進行互斥鎖上鎖Mutex.lock,，多協程時只能有一個協程拿到鎖

②寫鎖時，readerCount減去rwmutexMaxReaders，readerCount會變成很大的負數，讀鎖時readerCount會+1

③如果readerCount不等于0，協程獲取到讀鎖，如果滿足上鎖條件時，會調用runtime_SemacquireMutex，如果先進來的會在隊列前面阻塞等待的信號量為writerSem，進入隊列等待。

Unlock，解除寫鎖操作

func (rw *RWMutex) Unlock() {// ①競爭檢測if race.Enabled {_ = rw.w.staterace.Release(unsafe.Pointer(&rw.readerSem))race.Disable()}// ②需要回復readerCount，上鎖的時候減了常量rwmutexMaxReaders，這里再加回來r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, rwmutexMaxReaders)// ③對未被寫鎖定的讀寫鎖進行寫解鎖，會報錯if r >= rwmutexMaxReaders {race.Enable()throw("sync: Unlock of unlocked RWMutex")}// ④呼喚阻塞的讀操作for i := 0; i < int(r); i++ {runtime_Semrelease(&rw.readerSem, false, 0)}// ⑤釋放鎖，如果有其他阻塞寫操作，在此喚醒rw.w.Unlock()if race.Enabled {race.Enable()} }

①解除寫鎖操作時，競爭檢測

②需要回復readerCount，上鎖的時候減了常量rwmutexMaxReaders，這里再加回來，加完之后如果大于等于rwmutexMaxReaders

③對未被寫鎖定的讀寫鎖進行寫解鎖，會拋異常

④呼喚阻塞的讀操作

⑤釋放鎖，如果有其他阻塞寫操作，在此喚醒

RLock，獲取讀鎖操作

func (rw *RWMutex) RLock() {if race.Enabled {_ = rw.w.staterace.Disable()}// ①讀鎖時readerCount+1操作，當值小于0時會調用runtime_SemacquireMutex，表明寫鎖操作正在等待if atomic.AddInt32(&rw.readerCount, 1) < 0 {// 當寫鎖操作時，讀鎖也會阻塞等待runtime_SemacquireMutex(&rw.readerSem, false, 0)}if race.Enabled {race.Enable()race.Acquire(unsafe.Pointer(&rw.readerSem))} }

①①讀鎖時readerCount+1操作，當值小于0時會調用runtime_SemacquireMutex，表明寫鎖操作正在等待

②當寫鎖操作時，讀鎖也會阻塞等待，讀鎖加入等待隊列

RUnlock，解除讀鎖操作

func (rw *RWMutex) RUnlock() {if race.Enabled {_ = rw.w.staterace.ReleaseMerge(unsafe.Pointer(&rw.writerSem))race.Disable()}// ①直接將readerCount-1操作if r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, -1); r < 0 {// ②如果r小于0，說明有協程正在獲取寫操作鎖，// 當readerWait減到0時說明沒有協程持有寫操作鎖，// 就通過信息號wrirerSem通知等待的協程來爭搶鎖rw.rUnlockSlow(r)}if race.Enabled {race.Enable()} }

①解除讀鎖，直接對readerCount-1操作，這里就是把之前+1操作的再減回來

②如果r小于0，說明有協程正在獲取寫操作鎖，當readerWait減到0時說明沒有協程持有寫操作鎖，就通過信息號wrirerSem通知等待的協程來爭搶鎖

總結

• 寫鎖操作時，對讀寫鎖進行讀鎖定和寫鎖定，都會阻塞，讀鎖與寫鎖之間是互斥的。
• 讀鎖操作時，對讀寫鎖進行寫鎖定，會阻塞，加讀鎖時不會阻塞。
• 對未被上鎖的讀|寫鎖進行解除鎖定操作，會Panic。
• 解除寫鎖操作時，同時會喚醒所有阻塞的讀鎖協程。
• 解除讀鎖操作時，會喚醒一個因寫鎖操作而被阻塞的協程。
• 讀鎖存在的時候，同時出現讀鎖和寫鎖操作，優先獲取寫鎖。
• 同時2個協程去爭搶讀鎖和寫鎖時，都有機會搶成功。
• 寫鎖存在時，同時開啟2個協程去爭搶讀鎖和寫鎖，優先獲得讀鎖。

本文為原創文章，出自guichenglin，轉載請粘貼源鏈接，如果未經允許轉發后果自負。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Go语言 读写锁互斥锁原理剖析(1)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。