文章首发于微信公众号：云舒编程 一、前言 书接上回，在万字图解| 深入揭秘Golang锁结构：Mutex（上）一文中，我们已经研究了Golang mutex V1和V2版本的实现。...if atomic.CompareAndSwapInt32(&m.state, 0, mutexLocked) { return } //上面没有加锁成功，尝试在接下来的唤醒中去竞争锁...我：因为新来的 goroutine 也参与竞争，有可能每次都会被新来的 goroutine 抢到获取锁的机会，在极端情况下，等待中的goroutine可能会一直获取不到锁，就会导致【饥饿】。...三、总结 1、互斥锁是一种常见的控制并发读写资源的手段，go 中的互斥锁实现是 sync.Mutex。...队列：在协程抢锁失败后，会将这些协程放入一个 FIFO 队列中，下次唤醒会唤醒队列头的协程。 原子操作：通过cas操作状态字段state，可以保证数据的完整性。
Lock方法获取锁的主要操作是CAS（Compare-And-Swap）操作，该操作能够实现原子性地对变量进行赋值和比较，从而避免了多线程竞争的问题；Unlock方法则简单地将标志位复位（0），并发操作的安全性得到保障...它是一个结构体，用于实现对共享资源的互斥访问，防止多个线程同时访问该资源引起的竞争条件。 Mutex提供了两个主要方法Lock和Unlock，分别用于获取和释放锁。...这样可以保证同时只有一个线程在执行该代码块，避免并发访问导致的数据竞争问题。 Lock函数是一个同步操作，它可以保证代码块的原子性，即在同一个时刻只有一个线程可以执行该代码块。...当执行的代码块中存在对共享资源的修改操作时，使用Lock函数能够避免多个线程同时修改同一个资源而导致的数据不一致性问题。 总之，Lock函数是一种常用的同步机制，在实现并发程序时非常有用。...在实现上，unlockSlow 方法会先检查互斥锁是否已经被锁住。如果锁没有被锁住，方法会直接返回，不做任何操作。否则，方法会将锁的状态设置为未锁定，并将唤醒所有正在等待锁的 goroutine。
那么在临界区域将不会有其他线程来竞争资源。 当时将屏蔽中断权利交给用户空间执行是不明智的，而且对于多核CPU而言没有效果。 锁变量几乎每一个编程语言都提供了资源同步方式：锁机制。...在go语言的互斥锁中采用结合上述两种策略，接下来小节中，将会仔细分析源码。...唤醒的goroutine将会和刚刚到达的goroutine竞争互斥锁的拥有权，因为刚刚到达的goroutine具有优势：它刚刚正在CPU上执行，所以刚刚唤醒的goroutine有很大可能在锁竞争中失败。...如果一个等待的goroutine超过1ms没有获取互斥锁，那么它将会把互斥锁转变为饥饿模式。在饥饿模式下，互斥锁的所有权将移交给等待队列中的第一个。...如果一个等待的goroutine获取的互斥锁，如何它满足一下其中的任何一个条件：(1)它是队列中的最后一个；(2)它等待的时候小于1ms。它会将互斥锁的转台转换为正常状态。
包中的proc.go文件，实现函数为下面的sync_runtime_canSpin函数。...根据实现总结出以下情况会终止自旋： 已经自旋执行了多次，具体执行自旋超过4次会停止 单核CPU也不会自旋，在单核CPU下因为没有其他goroutine运行，持有锁的goroutine没有运行，当前抢锁的...情况4避免自旋锁等待的条件是由当前P的其他G来触发，这样会导致自旋变得没有意义，因为条件永远无法触发。.../proc.go文件，它调用了procyield函数，procyield是汇编实现的，处理逻辑是调用PAUSE指令30次，通过该指令消耗CPU时间。...如果锁处于饥饿模式，直接唤醒等待队列中的goroutine.如果锁处于正常状态，如果没有waiter，或者已经有在处理的情况了，那么释放就好，不用做额外的处理。
当提到并发编程、多线程编程时，都会在第一时间想到锁，锁是并发编程中的同步原语，他可以保证多线程在访问同一片内存时不会出现竞争来保证并发安全；在Go语言中更推崇由channel通过通信的方式实现共享内存，...这个设计点与许多主流编程语言不一致，但是Go语言也在sync包中提供了互斥锁、读写锁，毕竟channel也不能满足所有场景，互斥锁、读写锁的使用与我们是分不开的，所以接下来我会分两篇来分享互斥锁、读写锁是怎么实现的...本文基于Golang版本：1.18 Go语言互斥锁设计实现 mutex介绍 sync 包下的mutex就是互斥锁，其提供了三个公开方法：调用Lock()获得锁，调用Unlock()释放锁，在Go1.18...，这种情况的出现会导致线程长时间被阻塞下去，所以Go语言在1.9中进行了优化，引入了饥饿模式，当goroutine超过1ms没有获取到锁，就会将当前互斥锁切换到饥饿模式，在饥饿模式中，互斥锁会直接交给等待队列最前面的...iter用于记录协程的自旋次数， old记录当前锁的状态 自旋 自旋的判断条件非常苛刻： for { // 判断是否允许进入自旋 两个条件，条件1是当前锁不能处于饥饿状态 // 条件2是在
4 5因为新到达的goroutine已经在CPU上运行了，所以被唤醒的goroutine很大概率是争夺mutex锁是失败的。出现这样的情况时候，被唤醒的goroutine需要排队在队列的前面。...6 7如果被唤醒的goroutine有超过1ms没有获取到mutex锁，那么它就会变为饥饿模式。 8 9在饥饿模式中，mutex锁直接从解锁的goroutine交给队列前面的goroutine。...10 11在饥饿模式下，有一个goroutine获取到mutex锁了，如果它满足下条件中的任意一个，mutex将会切换回去正常模式： 12 131....有同学是否会有疑问为什么使用的是int32而不是int64呢，因为32位原子性操作更好,当然也满足的需求。 Mutex在1.9版本中就两个函数Lock()和Unlock()。...下面我们先来分析最难的Lock()函数： 1func (m *Mutex) Lock() { 2 3 // 如果m.state=0，说明当前的对象还没有被锁住，进行原子性赋值操作设置为
Mutex是一个互斥的排他锁，零值Mutex为未上锁状态，Mutex一旦被使用 禁止被拷贝。...保存在FIFO的队列中，唤醒的goroutine不直接拥有锁，需要与新来的goroutine竞争获取锁。...因为新来的goroutine很多已经占有了CPU，所以唤醒的goroutine在竞争中很容易输；但如果一个goroutine获取锁失败超过1ms,则会将Mutex切换为饥饿模式。...其数据结构为： type Mutex struct { state int32 // 锁竞争的状态值 sema uint32 // 信号量 } state代表了当前锁的状态、 是否是存在自旋、是否是饥饿模式...所以我们看到Mutex是互斥排他锁且不可重入,当我们在一个goroutine获取同一个锁会导致死锁。
Mutex 居然进化了三个版本，从这也可以看到 go 社区一直在积极的优化与演进 最朴素的实现互斥锁，拿到锁返回，拿不到就将当前 goroutine 休眠 增加了自旋 spinlock 的逻辑，也就是说大部份...// CAS 更新，如果 m.state 不等于 old，说明有人也在抢锁，那么 for 循环发起新的一轮竞争。...normal 情况下锁的逻辑与老版相似，休眠的 goroutine 以 FIFO 链表形式保存在 sudog 中，被唤醒的 goroutine 与新到来活跃的 goroutine 竞解，但是很可能会失败...： 首先它会获取一个叫 w 的互斥量（mutex），这会使得其它的写者无法访问这个共享数据，这个w 只有在 Unlock 函数快结束的时候，才会被解锁，从而保证一次最多只能有一个写者进入临界区。...递归地读锁定 文档里面写道： 如果一个 goroutine 拥有一个读锁，而另外一个 goroutine 又调用了 Lock 函数，那么在第一个读锁被释放之前，没有读者可以获得读锁。
Go数据竞争怎么解决Data Race 问题可以使用互斥锁解决，或者也可以通过CAS无锁并发解决中使用同步访问共享数据或者CAS无锁并发是处理数据竞争的一种有效的方法.golang在1.1之后引入了竞争检测机制...这个技术在2012年九月集成到Go中，从那时开始，它已经在标准库中检测到42个竞争条件。现在，它已经是我们持续构建过程的一部分，当竞争条件出现时，它会继续捕捉到这些错误。...互斥锁state 是否加锁，唤醒，饥饿，WaiterShift（竞争锁失败后在堆树休眠的协程个数）sema pv操作得到锁就可以做业务了，别人就拿不到这把锁了竞争Locked，得不到的会多次自旋操作（执行空语句...读取的过程希望加锁，只加RMutex就行（多个协程并发只读）读写锁原理读锁为共享锁，可以上许多个写锁在存在读锁的时刻是无法获取的写协程放到等待队列中，获取后取出已加读锁的情况下无法加写锁，读协程放到等待队列中...如何检测锁异常？go vet 查看是否存在拷贝锁race 竞争检测go build - race升值加薪不会到20次的网络1. Linux 下 epoll 多路复用技术？
互斥锁使用 互斥锁是sync包中的核心，也是最常用的API之一，直接看一个demo： var lock = sync.Mutex{} lock.Lock() // do something lock.Unlock...() mutex就实现了lock、unlock两个函数，跟Java中的ReentrantLock比较类似（Mutexx是不可重入的），锁仅与mutex对象有关，可以一个协程锁一个协程解锁。...在normal模式下，新加入竞争锁队列的协程也会直接参与到锁的竞争中来，处于starvation模式下，所以新加入的协程将直接进入等待队列中挂起，直到其等待队列之前的协程全部执行完毕。...这里两种模式，如果熟悉Java的话不难发现，就是个公平锁和非公平锁，但是和Java不同的是Go中的这两种模式是自动切换的： 1、在normal模式下，协程的竞争等待时间如果大于1ms，就会进入starvation...for { // 2、取锁失败代表已经有协程拿到锁了，如果是normal模式，且符合可以自旋的条件，如果可以自旋，在判断是否还有其他协程在等待，如果有的话，将锁改为唤醒状态（cas
，以及在Go源码中，是如何来实现的CAS/atomic.AddInt64和Mutext.Lock方法的。...自旋锁 ? 只要没有锁上，就不断重试。 如果别的线程长期持有该锁，那么你这个线程就一直在 while while while 地检查是否能够加锁，浪费 CPU 做无用功。...优点：简单高效； 不足：冲突等待时的上下文切换； 适用场景：绝大部分情况下都可以直接使用互斥锁。 条件锁 ? 它解决的问题不是「互斥」，而是「等待」。...消息队列的消费者程序，在队列为空的时候休息，数据不为空的时候（条件改变）启动消费任务。 条件锁的业务针对性更强。 读写锁 ? 内部有两个锁，一个是读的锁，一个是写的锁。...源码，参见 sync/mutex.go 大概的源码处理逻辑如下： 1 通过CAS操作来竞争锁的状态 &m.state； 2 没有竞争到锁，先主动自旋尝试获取锁runtime_canSpin 和 runtime_doSpin
sema 是用来控制锁状态的信号量 互斥锁的锁状态由 state 这个 32 的结构表示，这 32 位会被分成两部分： +---------------------------------+-----...，但是唤醒后的 goroutine 并不会立刻拥有锁，他需要和新到达的 goroutine 去竞争锁的所有权，但新来的 goroutine 有一个优势，他们已经在 CPU 上运行了，并且他们可能有很多个...，所以在竞争过程中，刚被唤醒的 goroutine 大概率会竞争失败，这时，这个 goroutine 会被放在队列的队首，这会导致一些 goroutine 很长时间得不到执行被 “饿死”， 为了让锁竞争更加公平...在饥饿模式下，锁的所有权会直接交给等待队列中的第一个 goroutine，新来的 goroutine 将不会尝试去获得该锁，而是会直接放在队列尾部，正常状态下的性能是高于饥饿模式的，所以在大部分情况下，...) { // 自旋的过程中如果发现state还没有设置woken标识，则设置它的woken标识， 并标记自己为被唤醒。
就跟小孩需要保护一样，不保护的话小孩会收到伤害，同样的使用锁的原因是资源不保护的话，可能会受到污染，在并发情况下，多个人对同一资源进行操作，有可能导致资源不符合预期的修改。...Go中的锁使用和实现分析 Go的代码库中为开发人员提供了以下两种锁： 互斥锁 sync.Mutex 读写锁 sync.RWMutex 第一个互斥锁指的是在Go编程中，同一资源的锁定对各个协程是相互排斥的...Go中关于锁的接口定义如下：，该接口的实现就是上面的两个锁种类，篇幅有限，这篇文章主要是分析一下互斥锁的使用和实现，因为RWMutex也是基于Mutex的，大家可以参考文章自行学习一下。...mutex传递给外部的时候需要传指针，不然就是实例的拷贝，会引起锁失败 善用defer确保在函数内释放了锁 使用-race在运行时检测数据竞争问题，go test -race .......,不存在竞争关系，本质是为了防止协程等待锁的时间太长。
Unlock 函数中，我们使用 CompareAndSwap 来比较 m.state 是否指向 m，如果是，则将 m.state 设置为 nil，表示已经释放锁。...总之，CompareAndSwap 对于 Go 语言中的并发控制非常重要，能够保证多个 goroutine 同时读写变量时的互斥性和原子性，还能够用于实现锁和同步机制，是一个非常实用的函数。...在多线程编程中，由于并发访问共享数据可能会导致数据竞争等问题，因此需要对内存访问进行同步。LoadAcquire函数使用了同步原语，保证不会在读取数据时出现竞态条件。...而使用原子操作可以确保多个线程对同一变量的操作不会互相干扰，从而避免数据竞争。 StoreRelease函数是在runtime包中定义的，它使用硬件提供的原子指令来实现同步操作。...它可以用于保证同一个指针变量在多个goroutine之间的互斥访问。 比如在一个并发的队列中，多个goroutine需要同时访问队列的头部指针，如果不采用同步措施，就可能导致竞争条件，出现错误的结果。
互斥锁跟原子操作的区别 平日里，在并发编程里，Go语言sync包里的同步原语Mutex是我们经常用来保证并发安全的，那么他跟atomic包里的这些操作有啥区别呢？...在我看来他们在使用目的和底层实现上都不一样： 使用目的：互斥锁是用来保护一段逻辑，原子操作用于对一个变量的更新保护。...底层实现：Mutex由操作系统的调度器实现，而atomic包中的原子操作则由底层硬件指令直接提供支持，这些指令在执行的过程中是不允许中断的，因此原子操作可以在lock-free的情况下保证并发安全，并且它的性能也能做到随...比如互斥锁Mutex的结构里有一个state字段，其是表示锁状态的状态位。...(&m.state, 0, mutexLocked)中，m.state代表锁的状态，通过CAS方法，判断锁此时的状态是否空闲（m.state==0），是，则对其加锁（mutexLocked常量的值为1）
CPU 的占用，持续检查某个条件是否为真，在多核的 CPU 上，自旋的优点是避免了 Goroutine 的切换，所以如果使用恰当会对性能带来非常大的增益。...在 Go 语言的 Mutex 互斥锁中，只有在普通模式下才可能进入自旋，除了模式的限制之外，runtime_canSpin 方法中会判断当前方法是否可以进入自旋，进入自旋的条件非常苛刻： 运行在多 CPU...小结 作为用于保证函数执行次数的 Once 结构体，它使用互斥锁和 atomic 提供的方法实现了某个函数在程序运行期间只能执行一次的语义，在使用的过程中我们也需要注意以下的内容： Do 方法中传入的函数只会被执行一次...for {} 忙碌等待，使用 Cond 能够在遇到长时间条件无法满足时将当前处理器让出的功能，如果我们合理使用还是能够在一些情况下提升性能，在使用的过程中我们需要注意： Wait 方法在调用之前一定要使用...每次 Do 方法的调用时都会获取互斥锁并尝试对 Group 持有的映射表进行懒加载，随后判断是否已经存在 key 对应的函数调用： 当不存在对应的 call 结构体时： 初始化一个新的 call 结构体指针
摘要 Go 号称是为了高并发而生的，在高并发场景下，势必会涉及到对公共资源的竞争。当对应场景发生时，我们经常会使用 mutex 的 Lock() 和 Unlock() 方法来占有或释放资源。...(注：CAS 在 Go 里用 atomic.CompareAndSwapInt32(addr *int32, old, new int32) 方法实现，CAS 类似于乐观锁作用，修改前会先判断地址值是否还是...因此在符合一定条件后，mutex 会让当前的 Goroutine 去空转 CPU，在空转完后再次调用 CAS 方法去尝试性的占有锁资源，直到不满足自旋条件，则最终会加入到等待队列里。...当有锁资源释放，mutex 在唤起了队头的 goroutine 后，队头 goroutine 会尝试性的占有锁资源，而此时也有可能会和新到来的 goroutine 一起竞争。..., delta) break } // 此处已不再是饥饿模式了，清除自旋次数，重新到 for 循环竞争锁。
Mutex的实现 1. Mutex的演进 2. 初版互斥锁 2.1 CAS CAS 指令将给定的值和一个内存地址中的值进行比较，如果相等，则用新值替换内存地址中的值。 CAS操作是原子性的。...// 锁是否被持有的标识 sema int32 // 信号量专用，用以阻塞/唤醒goroutine } // 保证成功在val上增加delta的值 func...state） 加锁 ，生成新状态（new state）（10行） 判断old state 是否被锁住，若已加锁，则把新状态 （new state）的等待数量+1 若果当前goroutine 是被唤醒的...） 判断old state 是否被锁住，若已加锁，则把新状态 （new state）的等待数量+1 若果当前goroutine 是被唤醒的，则清除唤醒标志。...当前进程进入自旋后，就一直保持CPU占有，持续检查某个条件为真。在多核的CPU上，自旋可以避免Goroutine切换。 5.
引言 上一篇文章，我们详细介绍了通过 goroutine 和通道来实现并发编程： GoLang 的并发编程与通信 — goroutine 与通道 但是，在并发环境中，有另外一个不可回避的问题，那就是如何处理竞争条件...竞争条件 由于 GoLang 中 goroutine 的存在，只要让变量不在多个 goroutine 内共享，他就一定是并发安全的。...互斥机制 绝大部分语言中，在处理并发环境可能造成的竞争条件时，都会引入互斥锁的概念，例如 linux 原生支持的互斥量、信号量等。...通过通道实现互斥锁 由于 GoLang 中的通道阻塞机制，我们可以自己通过一个容量为 1 的通道来实现互斥锁。...但是，需要注意的是，竞态检测器只能随着运行过程跟随调用栈来定位是否存在竞态，对于没有执行到或尚未构成并发安全问题的代码他无法排查出来，所以最佳实践是保证 go test 执行的测试用例能够覆盖各种场景，
为了实现这样的严谨性，原子操作仅会由一个独立的CPU指令代表和完成。原子操作是无锁的，常常直接通过CPU指令直接实现。事实上，其它同步技术的实现常常依赖于原子操作。...n进行自增的话得到结果并不是我们预期的1000，这就是我们在文章《Go并发编程里的数据竞争以及解决之道》里提到过的数据竞争问题，原子操作可确保这些goroutine之间不存在数据竞争。...竞争条件是由于异步的访问共享资源，并试图同时读写该资源而导致的，使用互斥锁和通道的思路都是在线程获得到访问权后阻塞其他线程对共享内存的访问，而使用原子操作解决数据竞争问题则是利用了其不可被打断的特性。...而原子操作是互斥的单个操作，这意味着没有其他线程可以打断它。那么就Go语言里atomic包里的原子操作和sync包提供的同步锁有什么不同呢？...首先atomic操作的优势是更轻量，比如CAS可以在不形成临界区和创建互斥量的情况下完成并发安全的值替换操作。这可以大大的减少同步对程序性能的损耗。 原子操作也有劣势。
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