图解golang里面的读写锁实现与核心原理分析

最新推荐文章于 2023-03-13 10:52:24 发布
原创 最新推荐文章于 2023-03-13 10:52:24 发布 · 279 阅读 · 0 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。

本文深入探讨了Golang中的读写锁特点，包括读锁的共享性导致的写锁饥饿问题，以及如何通过高低位与等待队列解决。详细解析了Golang读写锁的成员变量、读写锁的实现逻辑，特别是写锁对读锁的抢占机制，保证了写锁的公平性。此外，还讨论了可见性、原子性问题及其底层CPU指令的实现。

基础筑基

读写锁的特点

读写锁区别与互斥锁的主要区别就是读锁之间是共享的，多个goroutine可以同时加读锁，但是写锁与写锁、写锁与读锁之间则是互斥的

写锁饥饿问题

因为读锁是共享的，所以如果当前已经有读锁，那后续goroutine继续加读锁正常情况下是可以加锁成功，但是如果一直有读锁进行加锁，那尝试加写锁的goroutine则可能会长期获取不到锁，这就是因为读锁而导致的写锁饥饿问题

基于高低位与等待队列的实现

image.png 在说golang之前介绍一种JAVA里面的实现，在JAVA中ReentrantReadWriteLock实现采用一个state的高低位来进行读写锁的计数，其中高16位存储读的计数，低16位存储写的计数，并配合一个AQS来实现排队等待机制，同时AQS中的每个waiter都会有一个status，用来标识自己的状态

golang的读写锁的实现

成员变量

image.png

结构体

type RWMutex struct {
	w           Mutex  // held if there are pending writers
	writerSem   uint32 // 用于writer等待读完成排队的信号量
	readerSem   uint32 // 用于reader等待写完成排队的信号量
	readerCount int32  // 读锁的计数器
	readerWait  int32  // 等待读锁释放的数量
}
最低0.47元/天 解锁文章
golang学习笔记（进阶篇）
lcynone的博客
01-13 1282
Golang学习笔记_进阶篇
Golang负载均衡器设计中的10个关键考量点
Golang编程笔记的博客
06-13 851
本文旨在为开发者提供一份全面的Golang负载均衡器设计指南，涵盖从基础概念到高级优化的各个方面。我们将重点关注现代分布式系统中负载均衡器的关键设计决策和实现细节。文章将从基础概念开始，逐步深入到算法实现和性能优化，最后探讨实际应用场景和未来发展趋势。每个关键考量点都将配有详细的解释和代码示例。负载均衡器：一种将网络或应用流量分配到多个服务器的技术，旨在优化资源使用、最大化吞吐量、最小化响应时间后端服务器：实际处理请求的服务器实例健康检查：定期检测后端服务器可用性的机制负载均衡算法。
《Go题库·16》读写锁底层是怎么实现的
GOLANG ROADMAP
07-01 329
题目解析 GOLANG ROADMAP社区 答案（自由） 读写锁的底层是基于互斥锁实现的。 为什么有读写锁，它解决了什么问题？（使用场景） 它的底层原理是什么？ 在这里我会结合 Go 中的读写锁 RWMutex 进行介绍。 我们通过与 Mutex 对比得出答案。Mutex 是不区分 goroutine 对共享资源的操作行为的，在读操作、它会上锁，在写操作，它也会上锁，当一段时间内，读操作居多时，读操作在 Mutex 的保护下也不得不变为串行访问，对性能的影响也就比较大了。 RWMutex 读写锁的诞.
Golang互斥锁——读写锁
neweastsun的专栏
07-11 1071
Golang互斥锁——读写锁 Golang原生支持并发应用，几乎没有其他语言默认支持如此多的并发实现工具。本文在上文的基础上讲解读写锁。 1. 互斥锁解决什么问题 我们并不希望多个线程或协程同时访问相同内存。在并发应用中，很多不同的线程或协程很有可能同时访问相同内存变量。 互斥锁可以实现避免同时读写问题。当一个线程写内存变量，同时另一个线程并发读相同的内存变量。程序将会报错，因为读取线程可能正在读错误数据，这些数据正在发生变化。互斥锁跟踪在任何给定时间哪个线程可以访问一个变量。 2. 互斥锁示例 请看下面
Golang同步:锁的使用案例详解
巴途Way,专注Go,PHP,C开发
11-26 9418
互斥锁 互斥锁是传统的并发程序对共享资源进行访问控制的主要手段。它由标准库代码包sync中的Mutex结构体类型代表。只有两个公开方法Lock Unlock 类型sync.Mutex的零值表示了未被锁定的互斥量。var mutex sync.Mutex mutex.Lock()示例// test for Go // // Copyright (c) 2015 - Batu
golang 基础-golang里面的读写锁实现与核心原理分析
phplife的电子商务网上商城专栏
07-04 4051
golang面试中，我们经常会被问到golang里面的读写锁的原理，golang里的读写锁解决了什么问题，golang读写锁的底层原理是什么？下面我们一起学习了解一下golang里面的读写锁实现与核心原理
Golang 锁实现原理
zhw21w的博客
03-13 1012
Golang 锁实现原理
【Golang】图解golang里面的读写锁实现与核心原理分析
码农印象
09-17 972
读写锁区别与互斥锁的主要区别就是读锁之间是共享的，多个goroutine可以同时加读锁，但是写锁与写锁、写锁与读锁之间则是互斥的 写锁饥饿问题 因为读锁是共享的，所以如果当前已经有读锁，那后续goroutine继续加读锁正常情况下是可以加锁成功，但是如果一直有读锁进行加锁，那尝试加写锁的goroutine则可能会长期获取不到锁，这就是因为读锁而导致的写锁饥饿问题 基于高低位与等待队列的实现 image.png 在说golang之前介绍一种JAVA里面的实现，在JAVA中Reentrant.
【Go】Golang runtime调度③
王大阳的博客
02-09 1596
文章目录调度-GMP调度模型1. GMP支撑了 Go 的高并发2. GMP定义3.Goroutine vs OS thread 有什么区别？抢占1.go协程阻塞时如何进行调度？1. 只G阻塞,M,P可用的2. G,M都被阻塞,P可用系统调用(open file) system call2.GO的调度过程：2.5 PMG模型中状态汇总G状态P的状态M的状态如果Goroutine 一直占用资源怎么办，PMG模型怎 么解决的这个问题?1，如果某个M陷入阻塞呢？2，如果有的M较忙，有的M较闲呢？3，如果一个G运行时
golang常用库之-标准库 sync包| go语言如何实现单例模式、读写锁（sync.RWMutex）
西京刀客
04-16 1381
Golang sync包提供了基础的异步操作方法，包括互斥锁Mutex，执行一次Once和并发等待组WaitGroup。
GO 读写锁实现原理剖析
weixin_33840661的博客
11-19 1798
为什么80%的码农都做不了架构师？>>> ...
[Golang]golang中自动锁的实现
vipally的专栏
11-09 1364
golang作为原生支持多线程的语言，为了实现线程安全的package，经常需要对全局变量自动加锁，以便安全的访问全局变量。 废话不多说，直接上代码： package main import (      "sync" "fmt" ) type AutoLock struct {     obj interface{}     lock sy
golang读写锁实现与核心原理分析
void
03-10 1461
读写锁的特点   读写锁区别与互斥锁的主要区别就是读锁之间是共享的，多个goroutine可以同时加读锁，但是写锁与写锁、写锁与读锁之间则是互斥的 写锁饥饿问题   因为读锁是共享的，所以如果当前已经有读锁，那后续goroutine继续加读锁正常情况下是可以加锁成功，但是如果一直有读锁进行加锁，那尝试加写锁的goroutine则可能会长期获取不到锁，这就是因为读锁而导致的写锁饥饿问题 golang...
golang源代码阅读，sync系列-读写互斥锁RWMutex
u014763610的博客
05-06 417
读写互斥锁
Golang中Mutex的实现
samson
11-13 2474
一.Golang中的锁 Golang的提供的同步机制有sync模块下的Mutex、WaitGroup以及语言自身提供的chan等。 这些同步的方法都是以runtime中实现的底层同步机制（cas、atomic、spinlock、sem）为基础的。 1 cas(Compare And Swap)和原子运算是其他同步机制的基础 原子操作：指那些不能够被打断的操作被称为原子操作，当有...
Golang读写锁应用
qq_23413535的博客
04-28 2462
读写锁实际是对读写操作进行加锁。需要注意的是多个读操作之间不存在互斥关系，这样提高了对共享资源的访问效率。 先看一个例子： package main import ( "sync" "time" ) var mu sync.RWMutex func A() { fmt.Println("a call rlock") mu.RLock() fmt.Println("a get rlock") defer mu.RUnlock() B() } func B() { time.Sl
golang 读写锁
weixin_33682790的博客
04-30 212
RWMutex：是基于Mutex实现的读写互斥锁，一个goroutine可以持有多个读锁或者一个写锁，同一时刻只能持有读锁或者写锁 type RWMutex struct { w Mutex // 互斥锁 writerSem uint32 // 写锁信号量 readerSem uint32 // 读锁信号量 readerCount int32 ...
Go基础系列：互斥锁Mutex和读写锁RWMutex用法详述
weixin_34290096的博客
11-21 447
sync.Mutex Go中使用sync.Mutex类型实现mutex(排他锁、互斥锁)。在源代码的sync/mutex.go文件中，有如下定义： // A Mutex is a mutual exclusion lock. // The zero value for a Mutex is an unlocked mutex. // // A Mutex must not be copied a...
GoLang sync.RWLock 实现分析
程序创坊
03-16 949
Golang 读写锁sync.RWLock实现分析
golang 互斥锁和读写锁 底层实现的区别
最新发布
10-27
Golang 中互斥锁（`sync.Mutex`）和读写锁（`sync.RWMutex`）在底层实现上存在明显区别。 ### 数据结构 - **互斥锁**：互斥锁的结构体定义较为简单，主要由一个 `state` 字段和一个 `sema` 字段组成。`state` 字段使用位标记来表示不同的状态，低三位分别表示 `mutexed`、`mutexWoken` 和 `mutexStarving`，其余位表示等待锁的 goroutine 数量；`sema` 用于实现信号量，控制 goroutine 的阻塞和唤醒 [^4]。 ```go type Mutex struct { state int32 sema uint32 } ``` - **读写锁**：读写锁的结构体包含更多的字段，有 `w`（一个互斥锁，用于保护写操作的互斥访问）、`writerSem`（写操作的信号量，用于阻塞和唤醒写操作的 goroutine）、`readerSem`（读操作的信号量，用于阻塞和唤醒读操作的 goroutine）以及 `readerCount`（记录当前读操作的 goroutine 数量）和 `readerWait`（记录写操作等待时需要等待的读操作 goroutine 数量） [^2]。 ```go type RWMutex struct { w Mutex writerSem uint32 readerSem uint32 readerCount int32 readerWait int32 } ``` ### 加锁和解锁机制 - **互斥锁**：互斥锁的加锁（`Lock`）操作会尝试直接获取锁，如果锁已经被其他 goroutine 持有，则当前 goroutine 会被阻塞；解锁（`Unlock`）操作会释放锁，并唤醒一个等待的 goroutine。其加锁和解锁逻辑相对简单直接，主要围绕同一时间只允许一个 goroutine 访问临界区的原则 [^1]。 ```go var mu sync.Mutex mu.Lock() // 临界区代码 mu.Unlock() ``` - **读写锁**：读写锁的加锁和解锁操作分读锁和写锁。读锁的加锁（`RLock`）操作会增加 `readerCount`，允许多个 goroutine 同时获取读锁；读锁的解锁（`RUnlock`）操作会减少 `readerCount`。写锁的加锁（`Lock`）操作会先获取内部的互斥锁 `w`，然后将 `readerCount` 置为负数，表示有写操作正在进行，同时会等待所有正在进行的读操作完成；写锁的解锁（`Unlock`）操作会恢复 `readerCount` 的值，并释放内部的互斥锁 `w`，同时唤醒等待的读操作和写操作的 goroutine [^2]。 ```go var rwmu sync.RWMutex rwmu.RLock() // 读操作临界区代码 rwmu.RUnlock() rwmu.Lock() // 写操作临界区代码 rwmu.Unlock() ``` ### 并发控制策略 - **互斥锁**：互斥锁采用完全互斥的并发控制策略，同一时间只允许一个 goroutine 进入临界区，这种策略简单直接，但在高并发场景下，性能可能会受到影响，因为大量的 goroutine 会因为等待锁而被阻塞 [^1]。 - **读写锁**：读写锁采用了读写分离的并发控制策略，允许多个读操作同时进行，提高了读操作的并发性能。但在写操作时，会阻塞所有的读操作和其他写操作，以保证数据的一致性。这种策略在读多写少的场景下能显著提高性能 [^3]。
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
表情包 代码片
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值