本篇内容主要讲解“Golang中的RWMutex怎么使用”，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习“Golang中的RWMutex怎么使用”吧!
正如 RWMutex 的命名那样，它是区分了读锁和写锁的锁，所以我们可以从读和写两个方面来看 RWMutex 的模型。
下文中的 reader 指的是进行读操作的 goroutine，writer 指的是进行写操作的 goroutine。
我们可以用下图来表示 RWMutex 的读操作模型：
上图使用了 w.Lock，是因为 RWMutex 的实现中，写锁是使用 Mutex 来实现的。
说明：
读操作的时候可以同时有多个 goroutine 持有 RLock，然后进入临界区。（也就是可以并行读），上图的 G1、G2 和 G3 就是同时持有 RLock 的几个 goroutine。
在读操作的时候，如果有 goroutine 持有 RLock，那么其他 goroutine （不管是读还是写）就只能等待，直到所有持有 RLock 的 goroutine 释放锁。
也就是上图的 G4 需要等待 G1、G2 和 G3 释放锁之后才能进入临界区。
最后，因为 G5 和 G6 这两个协程获取锁的时机比 G4 晚，所以它们会在 G4 释放锁之后才能进入临界区。
我们可以用下图来表示 RWMutex 的写操作模型：
说明：
写操作的时候只能有一个 goroutine 持有 Lock，然后进入临界区，释放写锁之前，所有其他的 goroutine 都只能等待。
上图的 G1~G5 表示的是按时间顺序先后获取锁的几个 goroutine。
上面几个 goroutine 获取锁的过程是：
G1 获取写锁，进入临界区。然后 G2、G3、G4 和 G5 都在等待。
G1 释放写锁之后，G2 和 G3 可以同时获取读锁，进入临界区。然后 G3、G4 和 G5 都在等待。
G2 和 G3 可以同时获取读锁，进入临界区。然后 G4 和 G5 都在等待。
G2 和 G3 释放读锁之后，G4 获取写锁，进入临界区。然后 G5 在等待。
最后，G4 释放写锁，G5 获取读锁，进入临界区。
RWMutex 中包含了以下的方法：
Lock：获取写锁，如果有其他 goroutine 持有读锁或写锁，那么就会阻塞等待。
Unlock：释放写锁。
RLock：获取读锁，如果有其他 goroutine 持有写锁，那么就会阻塞等待。
RUnlock：释放读锁。
其他不常用的方法：
RLocker：返回一个读锁，该锁包含了 RLock 和 RUnlock 方法，可以用来获取读锁和释放读锁。
TryLock: 尝试获取写锁，如果获取成功，返回 true，否则返回 false。不会阻塞等待。
TryRLock: 尝试获取读锁，如果获取成功，返回 true，否则返回 false。不会阻塞等待。
我们可以通过下面的例子来看一下 RWMutex 的基本用法：
package mutex
import (
"sync"
"testing"
)
var config map[string]string
var mu sync.RWMutex
func TestRWMutex(t *testing.T) {
config = make(map[string]string)
// 启动 10 个 goroutine 来写
var wg1 sync.WaitGroup
wg1.Add(10)
for i := 0; i < 10; i++ {
go func() {
set("foo", "bar")
wg1.Done()
}()
}
// 启动 100 个 goroutine 来读
var wg2 sync.WaitGroup
wg2.Add(100)
for i := 0; i < 100; i++ {
go func() {
get("foo")
wg2.Done()
}()
}
wg1.Wait()
wg2.Wait()
}
// 获取配置
func get(key string) string {
// 获取读锁，可以多个 goroutine 并发读取
mu.RLock()
defer mu.RUnlock()
if v, ok := config[key]; ok {
return v
}
return ""
}
// 设置配置
func set(key, val string) {
// 获取写锁
mu.Lock()
defer mu.Unlock()
config[key] = val
}上面的例子中，我们启动了 10 个 goroutine 来写配置，启动了 100 个 goroutine 来读配置。 这跟我们现实开发中的场景是一样的，很多时候其实是读多写少的。 如果我们在读的时候也使用互斥锁，那么就会导致读的性能非常差，因为读操作一般都不会有副作用的，但是如果使用互斥锁，那么就只能一个一个的读了。
而如果我们使用 RWMutex，那么就可以同时有多个 goroutine 来读取配置，这样就可以大大提高读的性能。 因为我们进行读操作的时候，可以多个 goroutine 并发读取，这样就可以大大提高读的性能。
在《深入理解 go Mutex》中，我们已经讲过了 Mutex 的使用注意事项， 其实 RWMutex 的使用注意事项也是差不多的：
不要忘记释放锁，不管是读锁还是写锁。
Lock 之后，没有释放锁之前，不能再次使用 Lock。
在 Unlock 之前，必须已经调用了 Lock，否则会 panic
在第一次使用 RWMutex 之后，不能复制，因为这样一来 RWMutex 的状态也会被复制。这个可以使用 go vet 来检查。
RWMutex 的一些实现原理跟 Mutex 是一样的，比如阻塞的时候使用信号量等，在 Mutex 那一篇中已经有讲解了，这里不再赘述。 这里就 RWMutex 的实现原理进行一些简单的剖析。
RWMutex 的结构体定义如下：
type RWMutex struct {
w Mutex // 互斥锁，用于保护读写锁的状态
writerSem uint32 // writer 信号量
readerSem uint32 // reader 信号量
readerCount atomic.Int32 // 所有 reader 数量
readerWait atomic.Int32 // writer 等待完成的 reader 数量
}各字段含义：
w：互斥锁，用于保护读写锁的状态。RWMutex 的写锁是互斥锁，所以直接使用 Mutex 就可以了。
writerSem：writer 信号量，用于实现写锁的阻塞等待。
readerSem：reader 信号量，用于实现读锁的阻塞等待。
readerCount：所有 reader 数量（包括已经获取读锁的和正在等待获取读锁的 reader）。
readerWait：writer 等待完成的 reader 数量（也就是获取写锁的时刻，已经获取到读锁的 reader 数量）。
因为要区分读锁和写锁，所以在 RWMutex 中，我们需要两个信号量，一个用于实现写锁的阻塞等待，一个用于实现读锁的阻塞等待。 我们需要特别注意的是 readerCount 和 readerWait 这两个字段，我们可能会比较好奇，为什么有了 readerCount 这个字段， 还需要 readerWait 这个字段呢？
这是因为，我们在尝试获取写锁的时候，可能会有多个 reader 正在使用读锁，这时候我们需要知道有多少个 reader 正在使用读锁， 等待这些 reader 释放读锁之后，就获取写锁了，而 readerWait 这个字段就是用来记录这个数量的。 在 Lock 中获取写锁的时候，如果观测到 readerWait 不为 0 则会阻塞等待，直到 readerWait 为 0 之后才会真正获取写锁，然后才可以进行写操作。
获取读锁的方法如下：
// 获取读锁
func (rw *RWMutex) RLock() {
if rw.readerCount.Add(1) < 0 {
// 有 writer 在使用锁，阻塞等待 writer 完成
runtime_SemacquireRWMutexR(&rw.readerSem, false, 0)
}
}读锁的实现很简单，先将 readerCount 加 1，如果加 1 之后的值小于 0，说明有 writer 正在使用锁，那么就需要阻塞等待 writer 完成。
释放读锁的方法如下：
// 释放读锁
func (rw *RWMutex) RUnlock() {
// readerCount 减 1，如果 readerCount 小于 0 说明有 writer 在等待
if r := rw.readerCount.Add(-1); r < 0 {
// 有 writer 在等待，唤醒 writer
rw.rUnlockSlow(r)
}
}
// 唤醒 writer
func (rw *RWMutex) rUnlockSlow(r int32) {
// 未 Lock 就 Unlock，panic
if r+1 == 0 || r+1 == -rwmutexMaxReaders {
fatal("sync: RUnlock of unlocked RWMutex")
}
// readerWait 减 1，返回值是新的 readerWait 值
if rw.readerWait.Add(-1) == 0 {
// 最后一个 reader 唤醒 writer
runtime_Semrelease(&rw.writerSem, false, 1)
}
}读锁的实现总结：
获取读锁的时候，会将 readerCount 加 1
如果正在获取读锁的时候，发现 readerCount 小于 0，说明有 writer 正在使用锁，那么就需要阻塞等待 writer 完成。
释放读锁的时候，会将 readerCount 减 1
如果 readerCount 减 1 之后小于 0，说明有 writer 正在等待，那么就需要唤醒 writer。
唤醒 writer 的时候，会将 readerWait 减 1，如果 readerWait 减 1 之后为 0，说明 writer 获取锁的时候存在的 reader 都已经释放了读锁，可以获取写锁了。
·rwmutexMaxReaders算是一个特殊的标识，在获取写锁的时候会将readerCount的值减去rwmutexMaxReaders， 所以在其他地方可以根据 readerCount` 是否小于 0 来判断是否有 writer 正在使用锁。
获取写锁的方法如下：
// 获取写锁
func (rw *RWMutex) Lock() {
// 首先，解决与其他写入者的竞争。
rw.w.Lock()
// 向读者宣布有一个待处理的写入。
// r 就是当前还没有完成的读操作，等这部分读操作完成之后才可以获取写锁。
r := rw.readerCount.Add(-rwmutexMaxReaders) + rwmutexMaxReaders
// 等待活跃的 reader
if r != 0 && rw.readerWait.Add(r) != 0 {
// 阻塞，等待最后一个 reader 唤醒
runtime_SemacquireRWMutex(&rw.writerSem, false, 0)
}
}释放写锁的方法如下：
// 释放写锁
func (rw *RWMutex) Unlock() {
// 向 readers 宣布没有活动的 writer。
r := rw.readerCount.Add(rwmutexMaxReaders)
if r >= rwmutexMaxReaders { // r >= 0 并且 < rwmutexMaxReaders 才是正常的（r 是持有写锁期间尝试获取读锁的 reader 数量）
fatal("sync: Unlock of unlocked RWMutex")
}
// 如果有 reader 在等待写锁释放，那么唤醒这些 reader。
for i := 0; i < int(r); i++ {
runtime_Semrelease(&rw.readerSem, false, 0)
}
// 允许其他的 writer 继续进行。
rw.w.Unlock()
}写锁的实现总结：
获取写锁的时候，会将 readerCount 减去 rwmutexMaxReaders，这样就可以区分读锁和写锁了。
如果 readerCount 减去 rwmutexMaxReaders 之后不为 0，说明有 reader 正在使用读锁，那么就需要阻塞等待这些 reader 释放读锁。
释放写锁的时候，会将 readerCount 加上 rwmutexMaxReaders。
如果 readerCount 加上 rwmutexMaxReaders 之后大于 0，说明有 reader 正在等待写锁释放，那么就需要唤醒这些 reader。
TryRLock 和 TryLock 的实现都很简单，都是尝试获取读锁或者写锁，如果获取不到就返回 false，获取到了就返回 true，这两个方法不会阻塞等待。
// TryRLock 尝试锁定 rw 以进行读取，并报告是否成功。
func (rw *RWMutex) TryRLock() bool {
for {
c := rw.readerCount.Load()
// 有 goroutine 持有写锁
if c < 0 {
return false
}
// 尝试获取读锁
if rw.readerCount.CompareAndSwap(c, c+1) {
return true
}
}
}
// TryLock 尝试锁定 rw 以进行写入，并报告是否成功。
func (rw *RWMutex) TryLock() bool {
// 写锁被占用
if !rw.w.TryLock() {
return false
}
// 读锁被占用
if !rw.readerCount.CompareAndSwap(0, -rwmutexMaxReaders) {
// 释放写锁
rw.w.Unlock()
return false
}
// 成功获取到锁
return true
}到此，相信大家对“Golang中的RWMutex怎么使用”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是亿速云网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！
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