Golang中互斥锁和读写互斥锁原理及示例代码

互斥锁

在Golang中，互斥锁（Mutex）是一种基本的同步原语，用于实现对共享资源的互斥访问。互斥锁通过在代码中标记临界区来控制对共享资源的访问，从而保证同一时间只有一个 goroutine 可以访问共享资源，避免了并发访问时的数据竞争和不一致性问题。

互斥锁的主要方法包括两个，分别是 Lock 和 Unlock。Lock 方法用于锁定共享资源，防止其他 goroutine 访问；Unlock 方法则用于解锁共享资源，允许其他 goroutine 访问。一般来说，在使用互斥锁时，需要先通过 Lock 方法锁定共享资源，访问共享资源，然后再通过 Unlock 方法解锁共享资源，让其他 goroutine 可以访问。

使用互斥锁的示例代码

package main
import (
    "fmt"
    "sync"
)
var count int
var mutex sync.Mutex
func increment() {
	mutex.Lock()
	count++
	mutex.Unlock()
	wg.Done()
}
func main() {
    for i := 0; i < 1000; i++ {
		wg.Add(1)
		go increment()
	}
	wg.Wait()
	fmt.Println("Final count:", count)
}

在上面的示例代码中，increment函数是一个goroutine，它用来对count变量进行加1操作。在函数执行前通过mutex.Lock()获取互斥锁，在函数执行结束后通过mutex.Unlock()释放互斥锁。这样就保证了同一时刻只有一个goroutine可以访问count变量，从而避免了数据竞争的问题。

需要注意的是，在使用互斥锁时，一定要注意加锁和解锁的位置，否则可能会出现死锁的问题。

读写互斥锁

Go语言中的读写互斥锁（RWMutex）是一种特殊类型的互斥锁，它允许多个协程同时读取某个共享资源，但在写入时必须互斥，只能有一个协程进行写操作。相比互斥锁，读写互斥锁在高并发读的场景下可以提高并发性能，但在高并发写的场景下仍然存在性能瓶颈。

读写互斥锁有两个方法：RLock()和RUnlock()。在读取共享资源时，可以调用RLock()方法加读锁，在读取完成后，需要调用RUnlock()方法释放读锁。在写入共享资源时，需要调用Lock()方法加写锁，在写入完成后，需要调用Unlock()方法释放写锁。当有写锁或读写锁时，不能再加读锁或写锁，直到已经释放了所有锁。

读写互斥锁的示例代码

package main
import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)
var (
    value    int
    rwLock   sync.RWMutex
    waitTime time.Duration = 100 * time.Millisecond
)
func readValue() {
    rwLock.RLock()
    defer rwLock.RUnlock()
    time.Sleep(waitTime)
    fmt.Println("Read value:", value)
}
func writeValue(val int) {
    rwLock.Lock()
    defer rwLock.Unlock()
    time.Sleep(waitTime)
    value = val
    fmt.Println("Write value:", value)
}
func main() {
    // 读操作可以并行执行
    for i := 0; i < 5; i++ {
        go readValue()
    }
    // 写操作必须等待读操作全部结束后才能执行
    for i := 0; i < 5; i++ {
        go writeValue(i)
    }
    // 等待所有goroutine执行完毕
    time.Sleep(time.Second)
}

在这个示例中，使用了一个全局变量value来存储值，使用了一个sync.RWMutex类型的变量rwLock来保护这个变量的读写。在readValue函数中，首先调用RLock方法获取读锁，然后等待一段时间，最后输出变量value的值。在writeValue函数中，首先调用Lock方法获取写锁，然后等待一段时间，将传入的值赋给变量value，最后输出变量value的值。

在main函数中，首先启动5个goroutine来执行readValue函数，这些goroutine可以并行执行。然后启动5个goroutine来执行writeValue函数，这些goroutine必须等待所有的读操作完成后才能执行，因为它们需要获取写锁。

需要注意的是，在使用读写互斥锁时，必须保证写操作只有一个，否则就会出现竞争状态，导致数据不一致的问题。同时也需要注意使用锁的力度，避免锁的范围过大，导致性能下降。

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