第009节:sync包——读写锁

                           

官网文档对sync包的介绍:

Package sync provides basic synchronization primitives such as mutual exclusion locks. Other than the Once and WaitGroup types, most are intended for use by low-level library routines. Higher-level synchronization is better done via channels and communication.
第009节:sync包——读写锁

sync是synchronization同步这个词的缩写,所以也会叫做同步包。这里提供了基本同步的操作,比如互斥锁等等。这里除了Once和WaitGroup类型之外,大多数类型都是供低级库例程使用的。更高级别的同步最好通过channel通道和communication通信来完成

一、RWMutex(读写锁)

通过对互斥锁的学习,我们已经知道了锁的概念以及用途。主要是用于处理并发中的临界资源问题。

Go语言包中的 sync 包提供了两种锁类型:sync.Mutex 和 sync.RWMutex。其中RWMutex是基于Mutex实现的,只读锁的实现使用类似引用计数器的功能。

RWMutex是读/写互斥锁。锁可以由任意数量的读取器或单个编写器持有。RWMutex的零值是未锁定的mutex。

如果一个goroutine持有一个rRWMutex进行读取,而另一个goroutine可能调用lock,那么在释放初始读取锁之前,任何goroutine都不应该期望能够获取读取锁。特别是,这禁止递归读取锁定。这是为了确保锁最终可用;被阻止的锁调用会将新的读卡器排除在获取锁之外。

第009节:sync包——读写锁

我们怎么理解读写锁呢?当有一个 goroutine 获得写锁定,其它无论是读锁定还是写锁定都将阻塞直到写解锁;当有一个 goroutine 获得读锁定,其它读锁定仍然可以继续;当有一个或任意多个读锁定,写锁定将等待所有读锁定解锁之后才能够进行写锁定。所以说这里的读锁定(RLock)目的其实是告诉写锁定:有很多人正在读取数据,你给我站一边去,等它们读(读解锁)完你再来写(写锁定)。我们可以将其总结为如下三条:

  1. 同时只能有一个 goroutine 能够获得写锁定。
  2. 同时可以有任意多个 gorouinte 获得读锁定。
  3. 同时只能存在写锁定或读锁定(读和写互斥)。

所以,RWMutex这个读写锁,该锁可以加多个读锁或者一个写锁,其经常用于读次数远远多于写次数的场景。

读写锁的写锁只能锁定一次,解锁前不能多次锁定,读锁可以多次,但读解锁次数最多只能比读锁次数多一次,一般情况下我们不建议读解锁次数多余读锁次数。

基本遵循两大原则:

​ 1、可以随便读,多个goroutine同时读。

​ 2、写的时候,啥也不能干。不能读也不能写。

读写锁即是针对于读写操作的互斥锁。它与普通的互斥锁最大的不同就是,它可以分别针对读操作和写操作进行锁定和解锁操作。读写锁遵循的访问控制规则与互斥锁有所不同。在读写锁管辖的范围内,它允许任意个读操作的同时进行。但是在同一时刻,它只允许有一个写操作在进行。

并且在某一个写操作被进行的过程中,读操作的进行也是不被允许的。也就是说读写锁控制下的多个写操作之间都是互斥的,并且写操作与读操作之间也都是互斥的。但是,多个读操作之间却不存在互斥关系。

二、常用方法

2.1、RLock()方法

func (rw *RWMutex) RLock()

读锁,当有写锁时,无法加载读锁,当只有读锁或者没有锁时,可以加载读锁,读锁可以加载多个,所以适用于“读多写少”的场景。

第009节:sync包——读写锁

2.2、RUnlock()方法

func (rw *RWMutex) RUnlock()

读锁解锁,RUnlock 撤销单次RLock调用,它对于其它同时存在的读取器则没有效果。若rw并没有为读取而锁定,调用RUnlock就会引发一个运行时错误。

第009节:sync包——读写锁

2.3、Lock()方法:

func (rw *RWMutex) Lock()

写锁,如果在添加写锁之前已经有其他的读锁和写锁,则Lock就会阻塞直到该锁可用,为确保该锁最终可用,已阻塞的Lock调用会从获得的锁中排除新的读取锁,即写锁权限高于读锁,有写锁时优先进行写锁定。

第009节:sync包——读写锁

2.4、Unlock()方法

func (rw *RWMutex) Unlock()

写锁解锁,如果没有进行写锁定,则就会引起一个运行时错误。

第009节:sync包——读写锁

三、示例代码:

示例代码:

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)

var rwMutex *sync.RWMutex
var wg *sync.WaitGroup
func main() {
    rwMutex = new(sync.RWMutex)
    wg = new (sync.WaitGroup)

    //wg.Add(2)
    //
    ////多个同时读取
    //go readData(1)
    //go readData(2)

    wg.Add(3)
    go writeData(1)
    go readData(2)
    go writeData(3)

    wg.Wait()
    fmt.Println("main..over...")
}

func writeData(i int){
    defer wg.Done()
    fmt.Println(i,"开始写:write start。。")
    rwMutex.Lock()//写操作上锁
    fmt.Println(i,"正在写:writing。。。。")
    time.Sleep(3*time.Second)
    rwMutex.Unlock()
    fmt.Println(i,"写结束:write over。。")
}

func readData(i int) {
    defer wg.Done()

    fmt.Println(i, "开始读:read start。。")

    rwMutex.RLock() //读操作上锁
    fmt.Println(i,"正在读取数据:reading。。。")
    time.Sleep(3*time.Second)
    rwMutex.RUnlock() //读操作解锁
    fmt.Println(i,"读结束:read over。。。")
}

运行结果:

第009节:sync包——读写锁
GOROOT=/usr/local/go #gosetup
GOPATH=/Users/ruby/go #gosetup
/usr/local/go/bin/go build -i -o /private/var/folders/kt/nlhsnpgn6lgd_q16f8j83sbh0000gn/T/___go_build_demo07_rwmutex_go /Users/ruby/go/src/l_goroutine/demo07_rwmutex.go #gosetup
/private/var/folders/kt/nlhsnpgn6lgd_q16f8j83sbh0000gn/T/___go_build_demo07_rwmutex_go #gosetup
3 开始写:write start
3 正在写:writing
2 开始读:read start
1 开始写:write start
3 写结束:write over
2 正在读:reading
2 读结束:read over
1 正在写:writing
1 写结束:write over
main..over...

Process finished with exit code 0

最后概括:

  1. 读锁不能阻塞读锁
  2. 读锁需要阻塞写锁,直到所有读锁都释放
  3. 写锁需要阻塞读锁,直到所有写锁都释放
  4. 写锁需要阻塞写锁

本文参考链接:

https://www.bbsmax.com/A/kPzOQY3a5x/

原创文章,Golang中国出品,文章对应源码下载:https://www.qfgolang.com/?page_id=1973

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