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Sync.RWMutex 背景与机制
接口简单介绍
sync.RWMutex 数据结构
读锁流程
RLock
RUnlock
RWMutex.rUnlockSlow
写锁流程
Lock
Unlock
Sync.RWMutex 背景与机制
从逻辑上，可以把 RWMutex 理解为一把读锁加一把写锁；
写锁具有严格的排他性，当其被占用，其他试图取写锁或者读锁的 goroutine 均阻塞；
读锁具有有限的共享性，当其被占用，试图取写锁的 goroutine 会阻塞，试图取读锁的 goroutine 可与当前 goroutine 共享读锁；
RWMutex 适用于读多写少的场景
最理想化的情况，当所有操作均使用读锁，则可实现去无化；
最悲观的情况，倘若所有操作均使用写锁，则 RWMutex 退化为普通的 Mutex.
接口简单介绍
var mtu sync.RWMutexmtu.RLock() //读锁 加锁mtu.RUnlock() //读锁 解锁mtu.Lock() //写锁 加锁mtu.Unlock() //写锁 解锁sync.RWMutex 数据结构
const rwmutexMaxReaders = 1 << 30type RWMutex struct {w Mutex // held if there are pending writerswriterSem uint32 // semaphore for writers to wait for completing readersreaderSem uint32 // semaphore for readers to wait for completing writersreaderCount int32 // number of pending readersreaderWait int32 // number of departing readers
}
• rwmutexMaxReaders：共享读锁的 goroutine 数量上限，值为 2^29；
• w：RWMutex 内置的一把普通互斥锁 sync.Mutex；
• writerSem：关联写锁阻塞队列的信号量；
• readerSem：关联读锁阻塞队列的信号量；
• readerCount：正常情况下等于介入读锁流程的 goroutine 数量；当 goroutine 接入写锁流程时，该值为实际介入读锁流程的 goroutine 数量减 rwmutexMaxReaders.
• readerWait：记录在当前 goroutine 获取写锁前，还需要等待多少个 goroutine 释放读锁.
读锁流程
RLock
func (rw *RWMutex) RLock() {if atomic.AddInt32(&rw.readerCount, 1) < 0 {runtime_SemacquireMutex(&rw.readerSem, false, 0)}
}1,基于原子操作,将 RWMutex 的 readCount 变量加一，表示占用或等待读锁的 goroutine 数加一
2,倘若 RWMutex.readCount 的新值仍小于 0，说明有 goroutine 未释放写锁
写锁加锁时 readCount 减去了 特殊值 (const rwmutexMaxReaders = 1 << 30)
因此将当前 goroutine 添加到读锁的阻塞队列中并阻塞挂起.
RUnlock
func (rw *RWMutex) RUnlock() {if r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, -1); r < 0 {rw.rUnlockSlow(r)}
}1,基于原子操作，将 RWMutex 的 readCount 变量加一，表示占用或等待读锁的 goroutine 数减一
2,倘若 RWMutex.readCount 的新值小于 0，说明有 goroutine 在等待获取写锁，
则走入 RWMutex.rUnlockSlow(唤醒阻塞等待的写锁) 的流程中.
RWMutex.rUnlockSlow
func (rw *RWMutex) rUnlockSlow(r int32) {if r+1 == 0 || r+1 == -rwmutexMaxReaders {fatal("sync: RUnlock of unlocked RWMutex")}if atomic.AddInt32(&rw.readerWait, -1) == 0 {runtime_Semrelease(&rw.writerSem, false, 1)}
}1,对 RWMutex.readerCount 进行校验，倘若发现当前协程此前未抢占过读锁(并为对读锁+1)，或
者介入读锁流程的goroutine 数量达到上限(r+1复原后等于特殊值,则唤醒前已经有写锁)抛出fatal
2.基于原子操作，对 RWMutex.readerWait 进行减一操作，倘若其新值为 0，说明当前 goroutine 是最后一个介入读锁流程的协程，因此需要唤醒一个等待写锁的阻塞队列的 goroutine.
写锁流程
Lock
func (rw *RWMutex) Lock() {rw.w.Lock()r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, -rwmutexMaxReaders) + rwmutexMaxReadersif r != 0 && atomic.AddInt32(&rw.readerWait, r) != 0 {runtime_SemacquireMutex(&rw.writerSem, false, 0)}
}-
对 RWMutex 内置的互斥锁进行加锁操作；
-
基于原子操作,对 RWMutex.readerCount(标识作用)进行减少-rwmutexMaxReaders 的操作；
-
倘若此时存在未释放读锁的 gouroutine则基于原子操作在 RWMutex.readerWait 的基础上加上介入读锁流程的 goroutine 数量(负责更新),并将当前 goroutine 添加到写锁的阻塞队列中挂起.
Unlock
func (rw *RWMutex) Unlock() {r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, rwmutexMaxReaders)if r >= rwmutexMaxReaders {fatal("sync: Unlock of unlocked RWMutex")}for i := 0; i < int(r); i++ {runtime_Semrelease(&rw.readerSem, false, 0)}rw.w.Unlock()
}1,基于原子操作，将 RWMutex.readerCount 的值加上 rwmutexMaxReaders；(复原)
2,倘若发现 RWMutex.readerCount 的新值大于 rwmutexMaxReaders，则说明
要么当前 RWMutex 未上过写锁,要么介入读锁流程的 goroutine 数量已经超限,因此直接抛出 fatal
3,因此唤醒读锁阻塞队列中的所有 goroutine；
(可见,读锁比写锁先被唤醒,竞争读锁的 goroutine 更具备优势)
4,解开 RWMutex 内置的互斥锁.
