互斥鎖：沒有讀鎖寫鎖之分，同一時刻，只能有一個gorutine獲取一把鎖

數據結構設計：

type Mutex struct {state int32 // 將一個32位整數拆分為 當前阻塞的goroutine數(30位)|喚醒狀態(1位)|鎖狀態(1位) 的形式，來簡化字段設計sema uint32 // 信號量 }const (mutexLocked = 1 << iota // 0001 含義：用最后一位表示當前對象鎖的狀態，0-未鎖住 1-已鎖住mutexWoken // 0010 含義：用倒數第二位表示當前對象是否被喚醒 0-喚醒 1-未喚醒mutexWaiterShift = iota // 2 含義：從倒數第二位往前的bit位表示在排隊等待的goroutine數 )

關鍵函數設計：

lock函數：

//獲取鎖，如果鎖已經在使用，則會阻塞一直到鎖可用 func (m *Mutex) Lock() {// m.sate == 0時說明當前對象還沒有被鎖住過，進行原子操賦值作操作設置mutexLocked狀態，CompareAnSwapInt32返回true// m.sate != 1時剛好相反說明對象已被其他goroutine鎖住，不會進行原子賦值操作設置，CopareAndSwapInt32返回falseif atomic.CompareAndSwapInt32(&m.state, 0, mutexLocked) { if race.Enabled {race.Acquire(unsafe.Pointer(m))}return}awoke := falseiter := 0for {old := m.state // 保存對象當前鎖狀態new := old | mutexLocked // 保存對象即將被設置成的狀態if old&mutexLocked != 0 { // 判斷對象是否處于鎖定狀態if runtime_canSpin(iter) { // 判斷當前goroutine是否可以進入自旋鎖if !awoke && old&mutexWoken == 0 && old>>mutexWaiterShift != 0 &&atomic.CompareAndSwapInt32(&m.state, old, old|mutexWoken) {awoke = true}runtime_doSpin() // 進入自旋鎖后當前goroutine并不掛起，仍然在占用cpu資源，所以重試一定次數后，不會再進入自旋鎖邏輯iter++continue}// 更新阻塞goroutine的數量new = old + 1<<mutexWaiterShift //new = 2 }if awoke {if new&mutexWoken == 0 {panic("sync: inconsistent mutex state")}// 設置喚醒狀態位0new &^= mutexWoken}if atomic.CompareAndSwapInt32(&m.state, old, new) {if old&mutexLocked == 0 { // 如果對象原本不是鎖定狀態，對象已經獲取到了鎖break}// 如果對象原本就是鎖定狀態，掛起當前goroutine，進入休眠等待狀態runtime_Semacquire(&m.sema)awoke = trueiter = 0}}if race.Enabled {race.Acquire(unsafe.Pointer(m))} }

再來看看unlock函數，終于可以來點輕松的了

func (m *Mutex) Unlock() {if race.Enabled {_ = m.staterace.Release(unsafe.Pointer(m))}// 改變鎖的狀態值new := atomic.AddInt32(&m.state, -mutexLocked)if (new+mutexLocked)&mutexLocked == 0 { // 如果原來鎖不是鎖定狀態，報錯panic("sync: unlock of unlocked mutex")}old := newfor {// 1. 如果沒有阻塞的goroutine直接返回// 2. 如果已經被其他goroutine獲取到鎖了直接返回
// 需要說明的是為什么是old&(mutexLocked|mutexWoken)而不是old&mutexLocked
// 首先如果是old&mutexLocked的話，那鎖就沒法釋放了
// 最主要的一點是lock時進入自旋鎖邏輯后，goroutine持有的對象狀態會設置為mutexLocked|mutexWoken
// 這種情況讓再去解鎖后mutexWaiterShift數就會出現不一致情況if old>>mutexWaiterShift == 0 || old&(mutexLocked|mutexWoken) != 0 {return}// 更新阻塞的goroutine個數new = (old - 1<<mutexWaiterShift) | mutexWokenif atomic.CompareAndSwapInt32(&m.state, old, new) {// 通知阻塞的goroutineruntime_Semrelease(&m.sema)return}old = m.state} }

?

總結：

一、互斥效果實現方式

　　1. 當前goroutine進入自旋鎖邏輯等待中

　　2. 掛起當前goroutine等待其他goroutine解鎖通知，通過信號量實現

二、鎖數據結構設計十分精簡

? ? ?goroutine數(30位)|喚醒狀態(1位)|鎖狀態(1位)

轉載于:https://www.cnblogs.com/zongjiang/p/6577297.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的golang mutex互斥锁分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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