golang RWMutex读写锁分析

RWMutex：是基于Mutex实现的读写互斥锁，一个goroutine可以持有多个读锁或者一个写锁，同一时刻只能持有读锁或者写锁

数据结构设计：

type RWMutex struct {    w           Mutex  // 互斥锁    writerSem   uint32 // 写锁信号量    readerSem   uint32 // 读锁信号量    readerCount int32  // 读锁计数器    readerWait  int32  // 获取写锁时需要等待的读锁释放数量}

// 获取写锁func (rw *RWMutex) Lock() {    if race.Enabled {        _ = rw.w.state        race.Disable()    }    // 先获取一把互斥锁    rw.w.Lock()    // 减去最大的读锁数量，用0-负数来表示写锁已经被获取    r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, -rwmutexMaxReaders) + rwmutexMaxReaders    // 设置需要等待释放的读锁数量，如果有，则挂起获取读锁的goroutine    if r != 0 && atomic.AddInt32(&rw.readerWait, r) != 0 {        // 挂起，监控写锁信号量        runtime_Semacquire(&rw.writerSem)    }    if race.Enabled {        race.Enable()        race.Acquire(unsafe.Pointer(&rw.readerSem))        race.Acquire(unsafe.Pointer(&rw.writerSem))    }}

按顺序这里应该介绍释放写锁的代码了，但是由于获取写锁中有很重要的几个逻辑变量，跟获取读锁时强依赖，所以在这里先说说获取读锁的逻辑

// 获取读锁func (rw *RWMutex) RLock() {    if race.Enabled {        _ = rw.w.state        race.Disable()    }        // 每次获取读锁时，readerCount+1    // 如果写锁已经被获取，那么readerCount在-rwmutexMaxReaders与0之间，这时挂起获取读锁的goroutine，    // 如果写锁没有被获取，那么readerCount>=0，然后就没然后了    // 这样通过readerCount的正负就成了读锁与写锁互斥的判断条件    if atomic.AddInt32(&rw.readerCount, 1) < 0 {        // 挂起，监听readerSem信号量        runtime_Semacquire(&rw.readerSem)    }    if race.Enabled {        race.Enable()        race.Acquire(unsafe.Pointer(&rw.readerSem))    }}

// 释放读锁func (rw *RWMutex) RUnlock() {    if race.Enabled {        _ = rw.w.state        race.ReleaseMerge(unsafe.Pointer(&rw.writerSem))        race.Disable()    }    // 读锁计数器-1    if r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, -1); r < 0 {        if r+1 == 0 || r+1 == -rwmutexMaxReaders {            race.Enable()            panic("sync: RUnlock of unlocked RWMutex")        }        // 如果获取写锁时的goroutine被阻塞，这时需要获取读锁的goroutine全部都释放，才会被唤醒        if atomic.AddInt32(&rw.readerWait, -1) == 0 { // 更新需要释放的读锁数量            // 更新信号量            runtime_Semrelease(&rw.writerSem)        }    }    if race.Enabled {        race.Enable()    }}

func (rw *RWMutex) Unlock() {    if race.Enabled {        _ = rw.w.state        race.Release(unsafe.Pointer(&rw.readerSem))        race.Release(unsafe.Pointer(&rw.writerSem))        race.Disable()    }    // 还原加锁时减去的那一部分readerCount    r := atomic.AddInt32(&rw.readerCount, rwmutexMaxReaders)    if r >= rwmutexMaxReaders {        race.Enable()        panic("sync: Unlock of unlocked RWMutex")    }    // 唤醒获取读锁期间所有被阻塞的goroutine    for i := 0; i < int(r); i++ {        runtime_Semrelease(&rw.readerSem)    }    // 释放互斥锁资源    rw.w.Unlock()    if race.Enabled {        race.Enable()    }}

总结：

读写互斥锁的实现比较有技巧性一些，需要几点

1. 读锁不能阻塞读锁，引入readerCount实现

2. 读锁需要阻塞写锁，直到所以读锁都释放，引入readerSem实现

3. 写锁需要阻塞读锁，直到所以写锁都释放，引入wirterSem实现

4. 写锁需要阻塞写锁，引入Metux实现