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关于golang:谈谈自己对GO的RWMutex的理解

jiezi

RWMutex 外围还是基于 Mutex 的，如果想理解 Mutex 的话能够看一下我上一篇写的 Mutex 的文章

RWMutex 的个性就是反对并发读。实用于读多写少的场景。

RWMutex 的定义 

type RWMutex struct {
    w           Mutex  // 互斥锁
    writerSem   uint32 // 写锁用的信号量
    readerSem   uint32 // 读锁用的信号量
    readerCount int32  // 以后正在执行读操作的 goroutine 数量
    readerWait  int32  // 获取写锁时，以后还持有读锁的 goroutine 数量
}

const rwmutexMaxReaders = 1 << 30

RWMutex.Lock()

func (rw *RWMutex) Lock() {
    // 首先调用 Mutex 的 Lock 办法获取到锁
    rw.w.Lock()
    
    // 把 readerCount 改成正数，这样后续的读操作就会被阻塞
    // r 就是以后正在执行读操作的 goroutine 数量 
    r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, -rwmutexMaxReaders) + rwmutexMaxReaders
    
    // 如果以后有正在执行读操作的 goroutine
    // 把 r 赋值给 readerWait
    if r != 0 && atomic.AddInt32(&rw.readerWait, r) != 0 {
    
        // 获取写锁的 goroutine 进入休眠，期待被唤醒
        runtime_SemacquireMutex(&rw.writerSem, false, 0)
    }
}

RWMutex.Unlock()

func (rw *RWMutex) Unlock() {

    // 把 readerCount 改成负数，这样后续读操作就不会被阻塞了
    r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, rwmutexMaxReaders)
    ...
    
    // 手动唤醒之前被写锁阻塞的读操作 goroutine
    for i := 0; i < int(r); i++ {runtime_Semrelease(&rw.readerSem, false, 0)
    }
    
    // 开释互斥锁，其余写锁就能够竞争互斥锁了
    rw.w.Unlock()}

RWMutex.RLock()

func (rw *RWMutex) RLock() {
    ...
    
    // readerCount + 1
    if atomic.AddInt32(&rw.readerCount, 1) < 0 {
    
        // 小于 0，阐明有其余 goroutine 获取了写锁, 以后 goroutine 期待
        runtime_SemacquireMutex(&rw.readerSem, false, 0)
    }
    ...
}

RWMutex.RUnlock()

func (rw *RWMutex) RUnlock() {
    ...
    // readerCount - 1
    // readerCount < 0, 阐明其余 gouroutine 获取了写锁，正在期待还持有读锁的 goroutine 开释读锁
    // readerCount >= 0, 阐明没有写锁被阻塞，间接返回就行了
    if r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, -1); r < 0 {
    
        // 开释读锁
        rw.rUnlockSlow(r)
    }
    ...
}

func (rw *RWMutex) rUnlockSlow(r int32) {
    ...
    
    // readerWait - 1
    // 判断以后 goroutine 是不是最初一个开释读锁
    if atomic.AddInt32(&rw.readerWait, -1) == 0 {
    
        // 唤醒写锁
        runtime_Semrelease(&rw.writerSem, false, 1)
    }
}

总结

获取读锁的流程
  1. readerCount + 1
  2. 以 readerCount<0, 判断是否被写锁阻塞，是的话，以后 goroutine 进入休眠
开释读锁的流程
  1. readerCount – 1
  2. 以 readerCount<0, 判断是否有写锁
  3. 没有写锁的话，间接返回
  4. 有写锁的话，调用 rUnlockSlow 办法，readerWait – 1
  5. 如果 readerWait == 0, 阐明以后 goroutine 是写锁期待的最初一个读锁 goroutine，须要唤醒写锁 goroutine
获取写锁的流程
  1. 先获取互斥锁
  2. readerCount – rwmutexMaxReaders，后续读操作全副阻塞
  3. readerWait += readerCount，把以后正在执行读操作的数量加到 readerWait 上
  4. 如果 readerWait != 0，阐明以后还有其余 goroutine 持有读锁，以后 goroutine 进入睡眠，期待唤醒
开释写锁流程
  1. readerCount + rwmutexMaxReaders, 后续读锁不会阻塞
  2. readerCount 代表之前被写锁阻塞的读锁 goroutine 个数，唤醒 readerCount 个读锁 goroutine
  3. 最初开释互斥锁
最初

RWMutex 绝对 Mutex，减少了读锁的管制，就代码逻辑复杂度而言，RWMutex 比 Mutex 要简略很多，对 Mutex 的流程相熟的话，很快就能把握 RWMutex 的原理

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