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📚专栏简介:在这个专栏中,我将会分享 Golang 面试中常见的面试题给大家~
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94. Go 互斥锁的底层实现结构
互斥锁对应的是底层结构是 sync.Mutex 结构体,,位于 src/sync/mutex.go 中
go">type Mutex struct {state int32sema uint32}
state 表示锁的状态,有锁定、被唤醒、饥饿模式等,并且是用 state 的二进制位来标识的,不同模式下会有不同的处理方式。
sema 表示信号量,mutex 阻塞队列的定位是通过这个变量来实现的,从而实现 goroutine 的阻塞和唤醒。
go">addr = &sema
func semroot(addr *uint32) *semaRoot {return &semtable[(uintptr(unsafe.Pointer(addr))>>3)%semTabSize].root
}
root := semroot(addr)
root.queue(addr, s, lifo)
root.dequeue(addr)
var semtable [251]struct {root semaRoot...
}
type semaRoot struct {lock mutextreap *sudog // root of balanced tree of unique waiters.nwait uint32 // Number of waiters. Read w/o the lock.
}
type sudog struct {g *gnext *sudogprev *sudogelem unsafe.Pointer // 指向sema变量waitlink *sudog // g.waiting list or semaRootwaittail *sudog // semaRoot...
}
95. Go 互斥锁的操作
锁的实现一般会依赖于原子操作、信号量,通过 atomic 包中的一些原子操作来实现锁的锁定,通过信号量来实现线程的阻塞与唤醒。
加锁
通过原子操作 cas 加锁,如果加锁不成功,根据不同的场景选择自旋重试加锁或者阻塞等待被唤醒后加锁。
go">func (m *Mutex) Lock() {// Fast path: 幸运之路,一下就获取到了锁if atomic.CompareAndSwapInt32(&m.state, 0, mutexLocked) {return}// Slow path:缓慢之路,尝试自旋或阻塞获取锁m.lockSlow()
}
解锁
通过原子操作 add 解锁,如果仍有 goroutine 在等待,唤醒等待的 goroutine。
go">func (m *Mutex) Unlock() {// Fast path: 幸运之路,解锁new := atomic.AddInt32(&m.state, -mutexLocked)if new != 0 {// Slow path:如果有等待的goroutine,唤醒等待的goroutinem.unlockSlow()}}