golang源码学习之RWMutex

读写锁(RWMutex)是在互斥锁(Mutex)的基础上构建的。 Mutex笔记见另一篇

那么为什么需要读写锁呢?试想一下,在读多写少的场景下,mutex只允许一个goroutine进行读操作,而读操作往往是不会修改目标数据的。那我们为什么不允许多个goroutine并发执行读操作以提高效率呢,所以就有了读写锁。读锁和写锁互斥,但读锁和读锁不互斥。

下面是读锁和写锁的兼容性,是不是很像innoDB的排他锁和共享锁呢

. rlock lock
rlock v x
lock x x

数据结构

type RWMutex struct {
    w           Mutex  // held if there are pending writers
    writerSem   uint32 // 唤醒写锁的信号
    readerSem   uint32 // 唤醒读锁的信号
    readerCount int32  // 当前正在进行读操作的个数, 已经获取读锁 + 还没获取读锁
    readerWait  int32  // 获取写锁前需要等待多少个读锁解锁
}

RLock

func (rw *RWMutex) RLock() {

    .....

    // 读锁个数 + 1, 在什么情况下会<0呢?在有写锁被获取的时候
    if atomic.AddInt32(&rw.readerCount, 1) < 0 {
        // sleep 等待写锁释放时唤醒
        runtime_SemacquireMutex(&rw.readerSem, false)
    }
    
    .....
}

Lock

func (rw *RWMutex) Lock() {

    .....

    // 写锁用到了互斥锁,所以同时只会有一把写锁
    rw.w.Lock()
    // 读锁个数(readerCount)瞬间减去一个非常大的数(const rwmutexMaxReaders = 1 << 30),为什么需要这样做呢?
    // 其实在上面RLock()中是通过判断readerCount来决定是否可以获取读锁的,当readerCount变成一个非常小的负数时会导致无法获取到读锁
    r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, -rwmutexMaxReaders) + rwmutexMaxReaders
    // 这里的r其实就是原来的readerCount。r!=0 说明还有读锁未释放
    if r != 0 && atomic.AddInt32(&rw.readerWait, r) != 0 {
        // sleep 等待读锁释放唤醒
        runtime_SemacquireMutex(&rw.writerSem, false)
    }

    ......
}

RUnlock

func (rw *RWMutex) RUnlock() {

    ....
    
    // readerCount - 1, 什么时候 r < 0呢? 解锁一个未加锁的锁
    if r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, -1); r < 0 {
        // r+1 == 0 解锁了一个空闲的锁。r+1 == -rwmutexMaxReaders 解锁了一个写锁
        if r+1 == 0 || r+1 == -rwmutexMaxReaders {
            race.Enable()
            throw("sync: RUnlock of unlocked RWMutex")
        }
        // 写锁前面等待释放的读锁释放完了,唤醒写锁
        if atomic.AddInt32(&rw.readerWait, -1) == 0 {
            runtime_Semrelease(&rw.writerSem, false)
        }
    }
    
    .....
}

从上面可以看锁其实也是有先后顺序的。虽然读锁和读锁兼容,但并不是一直存在读操作写锁就没机会执行了。

Unlock

func (rw *RWMutex) Unlock() {
    
    .....

    // lock()的时候减了一个非常大的数,现在加回去
    r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, rwmutexMaxReaders)
    // 正常情况下r应该远小于rwmutexMaxReaders。这里说明解锁了一个未锁的锁
    if r >= rwmutexMaxReaders {
        race.Enable()
        throw("sync: Unlock of unlocked RWMutex")
    }
    // 循环唤醒读锁
    for i := 0; i < int(r); i++ {
        runtime_Semrelease(&rw.readerSem, false)
    }
    // 解锁互斥锁
    rw.w.Unlock()

   ......
}

后记

读写锁整体来说还是比较简单的,没有啥繁琐的逻辑。

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