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Golang并發(fā)操作中常見的讀寫鎖詳析

更新時間：2021年08月29日 11:43:23 作者：ReganYue

Golang中的鎖機制主要包含互斥鎖和讀寫鎖互斥鎖互斥鎖是傳統(tǒng)并發(fā)程序?qū)蚕碣Y源進行控制訪問的主要手段,這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Golang并發(fā)操作中常見的讀寫鎖的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下

互斥鎖簡單粗暴，誰拿到誰操作。今天給大家介紹一下讀寫鎖，讀寫鎖比互斥鎖略微復(fù)雜一些，不過我相信我們今天能夠把他拿下!

golang讀寫鎖，其特征在于

讀鎖：可以同時進行多個協(xié)程讀操作，不允許寫操作
寫鎖：只允許同時有一個協(xié)程進行寫操作，不允許其他寫操作和讀操作

讀寫鎖有兩種模式。沒錯！一種是讀模式，一種是寫模式。當(dāng)他為寫模式的話，作用和互斥鎖差不多，只允許有一個協(xié)程搶到這把鎖，其他協(xié)程乖乖排隊。但是讀模式就不一樣了，他允許你多個協(xié)程讀，但是不能寫?？偨Y(jié)起來就是：

僅讀模式：多協(xié)程可讀不可寫
僅寫模式：單協(xié)程可寫不可讀

在32位的操作系統(tǒng)中，針對int64類型的值的讀和寫操作都不可能僅由一個CPU指令來完成。如若一個寫操作剛剛執(zhí)行完第一個指令，就去進行另一個讀的協(xié)程，這樣就會讀到一個錯誤的數(shù)據(jù)。

下面看個例子吧：

先看主函數(shù)：

func main() {
    for i:=0;i<5;i++{
        wg06.Add(1)
        go write(i)

        wg06.Add(1)
        go read(i)
    }
    wg06.Wait()
}

每次開辟兩條協(xié)程，一條協(xié)程執(zhí)行寫函數(shù)，另一條執(zhí)行讀函數(shù)。然后放入等待組。共開辟五次。

在來看一看寫函數(shù)

func write(i int)  {
    //鎖定為僅寫模式，其他協(xié)程被阻塞
    rwm.Lock()

    fmt.Println(i,"writing...")
    <- time.After(10*time.Second)
    fmt.Println("write over!")

    rwm.Unlock()
    //解鎖僅寫模式
    wg06.Done()
}

這個Lock()就是執(zhí)行讀寫鎖的寫模式，當(dāng)這個模式進行時，只有這條協(xié)程能寫，其他協(xié)程都被阻塞。Unlock()就是解鎖這個僅鎖模式，等待組中的其他協(xié)程不再被阻塞。

再看一看讀模式：

func read(i int)  {
    rwm.RLock()

    fmt.Println(i,"reading...")
    <-time.After(10 * time.Second)
    fmt.Println(i,"read over!")

    rwm.RUnlock()
    wg06.Done()
}

RLock()就是執(zhí)行讀寫鎖的讀模式，執(zhí)行這個模式其他協(xié)程也能讀，但是都不能寫。

如果程序運行，寫協(xié)程先搶到鎖，所有協(xié)程就不能讀，只有這條寫協(xié)程能寫，其他人都等著。如果是讀協(xié)程搶到鎖，所以寫協(xié)程就不可能了，但是讀協(xié)程仍然可以搶。

現(xiàn)在你知道我們應(yīng)該什么時候使用讀寫鎖了嗎？

在并發(fā)進行讀寫操作時，當(dāng)讀的次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過寫的次數(shù)的情況下，應(yīng)該使用讀寫鎖來進行讀寫并發(fā)操作。

Golang讀寫鎖底層原理

在加讀鎖和寫鎖的工程中都使用atomic.AddInt32來進行遞增，而該指令在底層是會通過LOCK來進行CPU總線加鎖的，因此多個CPU同時執(zhí)行readerCount其實只會有一個成功，從這上面看其實是寫鎖與讀鎖之間是相對公平的，誰先達(dá)到誰先被CPU調(diào)度執(zhí)行，進行LOCK鎖cache line成功，誰就加成功鎖

底層實現(xiàn)的CPU指令

底層的2條指令，通過LOCK指令配合CPU的MESI協(xié)議，實現(xiàn)可見性和內(nèi)存屏障，同時通過XADDL則用來保證原子性，從而解決可見性與原子性問題

// atomic/asm_amd64.s TEXT runtime∕internal∕atomic·Xadd(SB)
    LOCK
    XADDL   AX, 0(BX)

可見性與內(nèi)存屏障、原子性，其中可見性通常是指在cpu多級緩存下如何保證緩存的一致性，即在一個CPU上修改了了某個數(shù)據(jù)在其他的CPU上不會繼續(xù)讀取舊的數(shù)據(jù)，內(nèi)存屏障通常是為了CPU為了提高流水線性能，而對指令進行重排序而來，而原子性則是指的執(zhí)行某個操作的過程的不可分割

總結(jié)

到此這篇關(guān)于Golang并發(fā)操作中常見讀寫鎖的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Golang并發(fā)讀寫鎖內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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