Golang如何实现读写锁R/W Mutex

读写锁(sync.RWMutex)允许多个读操作并发执行,但写操作独占资源。示例中,多个readData协程可同时持有读锁读取map,而writeData需获取写锁以确保数据安全;写锁会阻塞所有读操作,适用于读多写少场景,避免读饥饿与死锁需合理控制锁粒度。

Golang如何实现读写锁R/W Mutex

go语言中,读写锁(Read-Write Mutex)用于解决多协程环境下对共享资源的并发访问问题。当多个协程只需要读取数据时,可以允许多个读操作同时进行;而写操作是互斥的,必须独占资源。Go标准库中的 sync.RWMutex 就是用来实现这种机制的。

什么是读写锁

读写锁区别于普通的互斥锁(sync.Mutex),它分为两种模式:

  • 读锁(RLock/RLocker):允许多个读协程同时持有锁,适用于只读操作。
  • 写锁(Lock):只能由一个协程持有,且此时不允许任何读操作,确保写入过程安全。

这种设计提升了高并发读场景下的性能,因为读操作不需要相互阻塞。

如何使用 sync.RWMutex

下面是一个典型的使用示例,展示多个协程并发读写一个共享的 map:

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 package main <p>import ( "fmt" "sync" "time" )</p><p>var ( data = make(map[string]int) mu   sync.RWMutex wg   sync.WaitGroup )</p><p>func readData(key string) { defer wg.Done() mu.RLock()        // 获取读锁 value := data[key] mu.RUnlock()      // 释放读锁 fmt.Printf("读取: %s = %dn", key, value) time.Sleep(10 * time.Millisecond) }</p><p>func writeData(key string, value int) { defer wg.Done() mu.Lock()         // 获取写锁 data[key] = value mu.Unlock()       // 释放写锁 fmt.Printf("写入: %s = %dn", key, value) time.Sleep(20 * time.Millisecond) }</p><p>func main() { // 启动多个读协程 for i := 0; i < 5; i++ { wg.Add(1) go readData("count") }</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>// 启动写协程 wg.Add(1) go writeData("count", 42)  // 再启动几个读 for i := 0; i < 3; i++ {     wg.Add(1)     go readData("count") }  wg.Wait()

}

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在这个例子中:

  • 多个 readData 协程可以同时获取读锁并读取数据。
  • writeData 尝试获取写锁时,它会等待所有正在进行的读操作完成。
  • 一旦写锁被持有,其他读和写都会被阻塞,直到写操作完成。

读写锁的适用场景

读写锁适合以下情况:

  • 读操作远多于写操作。
  • 读取数据的时间较长,希望提升并发性能。
  • 写操作较少但需要保证一致性。

不建议在频繁写入或写操作耗时很长的场景下使用,否则会导致“读饥饿”——即大量读请求长时间无法获取锁。

注意事项

  • 不要在持有读锁的情况下尝试获取写锁,会导致死锁。
  • 写锁是排他性的,即使只有一个写者也会阻塞所有读者。
  • RWMutex 不是可重入的,同一个协程重复加锁会导致死锁。
  • 尽量缩小锁的粒度,避免长时间持有锁

基本上就这些。通过 sync.RWMutex,你可以轻松实现高效的并发控制,尤其在读多写少的场景中表现优异。

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