Golang并发操作中常见的读写锁详析

互斥锁简单粗暴，谁拿到谁操作。今天给大家介绍一下读写锁，读写锁比互斥锁略微复杂一些，不过我相信我们今天能够把他拿下!

golang读写锁，其特征在于

• 读锁：可以同时进行多个协程读操作，不允许写操作
• 写锁：只允许同时有一个协程进行写操作，不允许其他写操作和读操作

读写锁有两种模式。没错！一种是读模式，一种是写模式。当他为写模式的话，作用和互斥锁差不多，只允许有一个协程抢到这把锁，其他协程乖乖排队。但是读模式就不一样了，他允许你多个协程读，但是不能写。总结起来就是：

• 仅读模式： 多协程可读不可写
• 仅写模式： 单协程可写不可读

在32位的操作系统中，针对int64类型的值的读和写操作都不可能仅由一个CPU指令来完成。如若一个写操作刚刚执行完第一个指令，就去进行另一个读的协程，这样就会读到一个错误的数据。

下面看个例子吧：

先看主函数：

func main() {
    for i:=0;i<5;i++{
        wg06.Add(1)
        go write(i)
​
        wg06.Add(1)
        go read(i)
    }
    wg06.Wait()
}

每次开辟两条协程，一条协程执行写函数，另一条执行读函数。然后放入等待组。共开辟五次。

在来看一看写函数

func write(i int)  {
    //锁定为仅写模式，其他协程被阻塞
    rwm.Lock()
​
    fmt.Println(i,"writing...")
    <- time.After(10*time.Second)
    fmt.Println("write over!")
​
    rwm.Unlock()
    //解锁仅写模式
    wg06.Done()
}

这个Lock()就是执行读写锁的写模式，当这个模式进行时，只有这条协程能写，其他协程都被阻塞。Unlock()就是解锁这个仅锁模式，等待组中的其他协程不再被阻塞。

再看一看读模式：

func read(i int)  {
    rwm.RLock()
​
    fmt.Println(i,"reading...")
    <-time.After(10 * time.Second)
    fmt.Println(i,"read over!")
​
    rwm.RUnlock()
    wg06.Done()
}

RLock()就是执行读写锁的读模式，执行这个模式其他协程也能读，但是都不能写。

如果程序运行，写协程先抢到锁，所有协程就不能读，只有这条写协程能写，其他人都等着。如果是读协程抢到锁，所以写协程就不可能了，但是读协程仍然可以抢。

现在你知道我们应该什么时候使用读写锁了吗？

在并发进行读写操作时，当读的次数远远超过写的次数的情况下，应该使用读写锁来进行读写并发操作。

Golang读写锁底层原理

在加读锁和写锁的工程中都使用atomic.AddInt32来进行递增，而该指令在底层是会通过LOCK来进行CPU总线加锁的，因此多个CPU同时执行readerCount其实只会有一个成功，从这上面看其实是写锁与读锁之间是相对公平的，谁先达到谁先被CPU调度执行，进行LOCK锁cache line成功，谁就加成功锁

底层实现的CPU指令

底层的2条指令，通过LOCK指令配合CPU的MESI协议，实现可见性和内存屏障，同时通过XADDL则用来保证原子性，从而解决可见性与原子性问题

// atomic/asm_amd64.s TEXT runtime?Minternal?Matomic?Xadd(SB)
    LOCK
    XADDL   AX, 0(BX)

可见性与内存屏障、原子性， 其中可见性通常是指在cpu多级缓存下如何保证缓存的一致性，即在一个CPU上修改了了某个数据在其他的CPU上不会继续读取旧的数据，内存屏障通常是为了CPU为了提高流水线性能，而对指令进行重排序而来，而原子性则是指的执行某个操作的过程的不可分割

总结