1. sync.Mutex详解

sync.Mutex.lock().unlock()sync.Mutexsync.Mutex
state
  • mutexLocked — 表示互斥锁的锁定状态;
  • mutexWoken — 表示从正常模式被从唤醒;
  • mutexStarving — 当前的互斥锁进入饥饿状态;
  • waitersCount — 当前互斥锁上等待的 goroutine 个数;

2. RWMutex详解

  • 读操作如何防止并发读写问题的?

RLock(): 申请读锁,每次执行此函数后,会对readerCount++,此时当有写操作执行Lock()时会判断readerCount>0,就会阻塞。

RUnLock(): 解除读锁,执行readerCount–,释放信号量唤醒等待写操作的goroutine。

  • 写操作如何防止并发读写、并发写写问题?

Lock(): 申请写锁,获取互斥锁,此时会阻塞其他的写操作。并将readerCount 置为 -1,当有读操作进来,发现readerCount = -1, 即知道有写操作在进行,阻塞。

Unlock(): 解除写锁,会先通知所有阻塞的读操作goroutine,然后才会释放持有的互斥锁。

  • 写操作的饥饿问题?

这是由于写操作要等待读操作结束后才可以获得锁,而写操作在等待期间可能还有新的读操作持续到来,如果写操作等待所有读操作结束,很可能会一直阻塞,这种现象称之为写操作被饿死。

通过RWMutex结构体中的readerWait属性可完美解决这个问题。

当写操作到来时,会把RWMutex.readerCount值拷贝到RWMutex.readerWait中,用于标记排在写操作前面的读者个数。

前面的读操作结束后,除了会递减RWMutex.readerCount,还会递减RWMutex.readerWait值,当RWMutex.readerWait值变为0时唤醒写操作。

3. sync.Map详解

一般情况下解决并发读写 map 的思路是加一把大锁,或者把一个 map 分成若干个小 map,对 key 进行哈希,只操作相应的小 map。前者锁的粒度比较大,影响效率;后者实现起来比较复杂,容易出错。

sync.map

在进行读操作的时候,会先在read中找,没有命中的话会锁住dirty并且寻找,如果找到了miss计数+1,超过阈值时将dirty赋值给read;

在进行添加操作时,直接在dirty中添加;

在进行修改操作时,先改read,再改dirty;

在进行删除操作时,将read中加上amended标记,dirty中直接删除。

4. 原子操作 atomic.Value

愿此操作的底层是靠 MESI 缓存一致性协议来维持的。

Go的 atomic.Value 需要注意应该放入只读对象。

5. 使用小技巧

  • 减小临界区域(减少锁的持有时间)

如上所示,如果do sth3中是很费时的io操作,使用这个技巧可以将临界区减小,提高性能,不过,如果本身临界区就不大,锁操作后续没有什么费时操作,那么也就没有必要这样操作了。

  • 减小锁的粒度

在高并发场景下,用锁的数量来换取并发效率,类似于java中ConcurrentHashmap的分段锁思想,增加锁的数量,减少一把锁控制的数据量。

  • 读写分离(读写锁): RWMutex,sync.Map

在读多写少的情景下,可以使用读写锁,提高读操作的并发性能。

  • 使用原子操作

原子操作是CPU指令级的操作,不会触发g调度机制。,不阻塞执行流