go语言学习笔记34 Mutex源码分析

PHP小丑

概述
互斥锁是并发程序中对共享资源进行访问控制的主要手段，Mutex是go语言提供的简单易用的互斥锁。Mutex的结构很简单，暴露的方法也只有2个，一个加锁 一个解锁。那么我们每天用的Mutex互斥锁是如何实现的呢？

互斥锁的实现其实就是争夺Locked，当goroutineA 抢到了锁之后，第二个GoroutineB获取锁则会被阻塞等到GoroutineA释放锁之后GoroutineB将会被唤醒。当然具体实现则不会有这么简单，其中还有饥饿模式，自旋函数等一些概念。
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前置概念
自旋
什么是自旋
加锁时，如果当前Locked位为1，说明该锁当前由其他协程持有，尝试加锁的协程并不是马上转入阻塞，而是会持续的探测Locked位是否变为0，这个过程即为自旋过程。自旋时间很短，但如果在自旋过程中发现锁已被释放，那么协程可以立即获取锁。此时即便有协程被唤醒也无法获取锁，只能再次阻塞。
自旋的好处是，当加锁失败时不必立即转入阻塞，有一定机会获取到锁，这样可以避免协程的切换。
自旋的问题
如果自旋过程中获得锁，则马上执行该goroutine。如果永远在自旋模式中那么之前阻塞的goroutine则很难获得锁，这样一来一些goroutine则会被阻塞时间过长。如何解决这个问题，go mutex中引入了两种模式，具体请看下文。
Mutex的两种模式
普通模式
在普通模式下等待者以 FIFO 的顺序排队来获取锁，但被唤醒的等待者发现并没有获取到 mutex，并且还要与新到达的 goroutine 们竞争 mutex 的所有权。
饥饿模式
在饥饿模式下，mutex 的所有权直接从对 mutex 执行解锁的 goroutine 传递给等待队列前面的等待者。新到达的 goroutine 们不要尝试去获取 mutex，即使它看起来是在解锁状态，也不要试图自旋。