谈谈自己对GO的RWMutex的理解

RWMutex核心还是基于Mutex的，如果想了解Mutex的话可以看一下我上一篇写的Mutex的文章

RWMutex的特性就是支持并发读。适用于读多写少的场景。

RWMutex的定义

type RWMutex struct {
    w           Mutex  // 互斥锁
    writerSem   uint32 // 写锁用的信号量
    readerSem   uint32 // 读锁用的信号量
    readerCount int32  // 当前正在执行读操作的goroutine数量
    readerWait  int32  // 获取写锁时，当前还持有读锁的goroutine数量
}

const rwmutexMaxReaders = 1 << 30

RWMutex.Lock()

func (rw *RWMutex) Lock() {
    // 首先调用Mutex的Lock方法获取到锁
    rw.w.Lock()
    
    // 把readerCount改成负数，这样后续的读操作就会被阻塞
    // r 就是当前正在执行读操作的goroutine数量 
    r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, -rwmutexMaxReaders) + rwmutexMaxReaders
    
    // 如果当前有正在执行读操作的goroutine
    // 把r赋值给readerWait
    if r != 0 && atomic.AddInt32(&rw.readerWait, r) != 0 {
    
        // 获取写锁的goroutine进入休眠，等待被唤醒
        runtime_SemacquireMutex(&rw.writerSem, false, 0)
    }
}

RWMutex.Unlock()

func (rw *RWMutex) Unlock() {

    // 把readerCount改成正数，这样后续读操作就不会被阻塞了
    r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, rwmutexMaxReaders)
    ...
    
    // 手动唤醒之前被写锁阻塞的读操作goroutine
    for i := 0; i < int(r); i++ {
        runtime_Semrelease(&rw.readerSem, false, 0)
    }
    
    // 释放互斥锁，其他写锁就可以竞争互斥锁了
    rw.w.Unlock()
}

RWMutex.RLock()

func (rw *RWMutex) RLock() {
    ...
    
    // readerCount + 1
    if atomic.AddInt32(&rw.readerCount, 1) < 0 {
    
        // 小于0，说明有其他goroutine获取了写锁, 当前goroutine等待
        runtime_SemacquireMutex(&rw.readerSem, false, 0)
    }
    ...
}

RWMutex.RUnlock()

func (rw *RWMutex) RUnlock() {
    ...
    // readerCount - 1
    // readerCount < 0, 说明其他gouroutine获取了写锁，正在等待还持有读锁的goroutine释放读锁
    // readerCount >= 0, 说明没有写锁被阻塞，直接返回就行了
    if r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, -1); r < 0 {
    
        // 释放读锁
        rw.rUnlockSlow(r)
    }
    ...
}

func (rw *RWMutex) rUnlockSlow(r int32) {
    ...
    
    // readerWait - 1
    // 判断当前goroutine是不是最后一个释放读锁
    if atomic.AddInt32(&rw.readerWait, -1) == 0 {
    
        // 唤醒写锁
        runtime_Semrelease(&rw.writerSem, false, 1)
    }
}

总结

获取读锁的流程

1. readerCount + 1
2. 以readerCount<0,判断是否被写锁阻塞，是的话，当前goroutine进入休眠

释放读锁的流程

1. readerCount - 1
2. 以readerCount<0,判断是否有写锁
3. 没有写锁的话，直接返回
4. 有写锁的话，调用rUnlockSlow方法，readerWait - 1
5. 如果readerWait == 0, 说明当前goroutine是写锁等待的最后一个读锁goroutine，需要唤醒写锁goroutine

获取写锁的流程

1. 先获取互斥锁
2. readerCount - rwmutexMaxReaders，后续读操作全部阻塞
3. readerWait += readerCount，把当前正在执行读操作的数量加到readerWait上
4. 如果readerWait != 0 ，说明当前还有其他goroutine持有读锁，当前goroutine进入睡眠，等待唤醒

释放写锁流程

1. readerCount + rwmutexMaxReaders, 后续读锁不会阻塞
2. readerCount代表之前被写锁阻塞的读锁goroutine个数，唤醒readerCount个读锁goroutine
3. 最后释放互斥锁

最后

RWMutex相对Mutex，增加了读锁的控制，就代码逻辑复杂度而言，RWMutex比Mutex要简单很多，对Mutex的流程熟悉的话，很快就能掌握RWMutex的原理

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