go的Mutex实现原理及演进

Go语言中的sync.Mutex是一个简单的互斥锁，用于在多线程环境中保护数据的一致性。其实现原理和演进通常不需要深入了解，因为这些细节通常由编译器和运行时环境处理。但是，如果你想要理解其工作原理，可以参考以下概述：

1. 初版Mutex（Go 1.9之前）:

   • 使用一个uint32的原子操作实现。
   • 当锁未被占用时，值为0。
   • 当锁被某个线程占用时，值会设置为1，并保存占用线程的Goroutine ID。

2. 改进版Mutex（Go 1.9及之后）:

   • 引入了三个状态，分别为0、1和-1。
   • 当锁未被占用时，值为0。
   • 当锁被占用，但没有等待者时，值为1。
   • 当锁被占用，并有等待者时，值为-1。

3. 优化：

   • 引入了Mutex的预备锁定版本，用于避免不必要的全局同步原语。

以下是一个简单的使用sync.Mutex的例子：

package main
 
import (
    "fmt"
    "sync"
)
 
var mutex sync.Mutex
var count int
 
func increment() {
    mutex.Lock()
    count++
    mutex.Unlock()
}
 
func main() {
    for i := 0; i < 1000; i++ {
        go increment()
    }
    fmt.Scanln() // 等待输入，防止主Goroutine立即退出
}

在这个例子中，我们创建了一个全局的sync.Mutex和一个计数器count。increment函数会对count进行加一操作，为了保证操作的原子性，我们在加一之前锁定互斥锁，操作结束后解锁。在main函数中，我们启动了1000个并发进行increment操作，通过互斥锁确保了count的操作不会出现竞态条件。