首先来了解几个概念
临界区
在并发编程中，如果程序中的一部分会被并发访问或修改，那么，为了避免并发访问导致的意想不到的结果，这部分程序需要被保护起来，这部分被保护起来的程序，就叫做临界区。 临界区就是一个被共享的资源，或者说是一个整体的一组共享资源，比如对数据库的访问、对某一个共享数据结构的操作、对一个 I/O 设备的使用、对一个连接池中的连接的调用，等等。
当多个线程同步访问临界区，就会出现访问或者操作上的错误，所以这时候就需要互斥锁，来界定临界区只能同时还由一个线程持有。
同步原语
同步原语是解决并发问题的一个基础数据结，在Golang中，互斥锁 Mutex、读写锁 RWMutex、并发编排 WaitGroup、条件变量 Cond、Channel等都是同步原语
同步原语一般用在如下场景：
- 共享资源。并发读写就会出现数据竞争（data race）。使用Mutex、RWMutex
- 任务编排。需要 goroutine 按照一定的规律执行，而 goroutine 之间有相互等待或者依赖的顺序关系，可以用 WaitGroup 或者 Channel 来实现。
- 消息传递。信息交流以及不同的 goroutine 之间的线程安全的数据交流，可以使用 Channel 来实现。
Mutex 的基本使用方法
Mutex 可能处于两种操作模式下：正常模式和饥饿模式。
- 正常模式：所有协程以先进先出（FIFO）方式进行排队，被唤醒的协程同样需要竞争方式争夺锁，新协程争抢会有优势，因为他们已经运行在CPU上，更容易抢到锁，如果一个协程在等待超过1毫秒会自动切换到饥饿模式下。
- 饥饿模式：互斥锁会直接由解锁的协程交给队列头部的等待者，新争抢者不能直接获得锁，不尝试自旋，它会乖乖地加入到等待队列的尾部。
Mutex的主要方法，由Lock()和Unlonk()方法组成，使用Lock()加锁后便不能再次对其加锁操作，直到Unlock()解锁后才能再次加锁，适用于读写不确定的场景，并且只允许只有一个读或者写的场景。
原子性，把一个互斥量锁定为一个原子操作，保证如果一个协程锁定了一个互斥量，这时候其他协程同一时间不能成功锁定这个互斥量。 唯一性：如果一个协程锁定了一个互斥量，在他解锁之前，其他协程无法锁定这个互斥量。 互斥锁只能锁定一次，当在解锁之前再次进行加锁，便会无法加锁。如果在加锁前解锁，便会报错"panic: sync: unlock of unlocked mutex"。 互斥锁无冲突，有冲突时，首先自旋，经过短暂自旋后可以获得锁，如果自旋无结果时通过信号通知协程继续等待。
首先我们来看一个例子
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
func main() {
var count = 0
var wg sync.WaitGroup
wg.Add(10)
for i := 0; i < 10; i++ {
go func() {
defer wg.Done()
for j := 0; j < 1000; j++ {
count++
}
}()
}
wg.Wait()
fmt.Println(count)
}
应该都知道这个输出不会是10000. 因为count++不是原子操作，会发生并发问题。
Go官方提供了一个检测并发访问共享资源是否有问题的工具： race detector，它可以帮助我们自动发现程序有没有 data race 的问题。
在编译（compile）、测试（test）或者运行（run）Go 代码的时候，加上 race 参数，就有可能发现并发问题。
go run -race main.go
当出现data，race的时候，就需要用到Mutex了。我们在count++ 前后进行加锁解锁就可以得到想要的结果了。
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
func main() {
var mu sync.Mutex
var count = 0
var wg sync.WaitGroup
wg.Add(10)
for i := 0; i < 10; i++ {
go func() {
defer wg.Done()
for j := 0; j < 1000; j++ {
mu.Lock()
count++
mu.Lock()
}
}()
}
wg.Wait()
fmt.Println(count)
}
常见的 4 种错误场景
-
Lock/Unlock 不是成对出现
-
重入
-
死锁
-
Copy 已使用的 Mutex Package sync 的同步原语在使用后是不能复制的。Mutex 是一个有状态的对象，它的 state 字段记录这个锁的状态。如果你要复制一个已经加锁的 Mutex 给一个新的变量，那么新的刚初始化的变量居然被加锁了.
解决办法：Go 在运行时，有死锁的检查机制（checkdead() 方法），它能够发现死锁的 goroutine。 使用go vet 检测死锁
go vet main.go
