两种模式
正常模式和饥饿模式 请求锁时调用的 Lock 方法中一开始是 fast path,这是一个幸运的场景,当前的 goroutine 幸运地获得了锁,没有竞争,直接返回,否则就进入了 lockSlow 方法。这样的设计,方便编译器对 Lock 方法进行内联,你也可以在程序开发中应用这个技巧。 正常模式下,waiter 都是进入先入先出队列,被唤醒的 waiter 并不会直接持有锁,而是要和新来的 goroutine 进行竞争。新来的 goroutine 有先天的优势,它们正在 CPU 中运行,可能它们的数量还不少,所以,在高并发情况下,被唤醒的 waiter 可能比较悲剧地获取不到锁,这时,它会被插入到队列的前面。如果 waiter 获取不到锁的时间超过阈值 1 毫秒,那么,这个 Mutex 就进入到了饥饿模式。 在饥饿模式下,Mutex 的拥有者将直接把锁交给队列最前面的 waiter。新来的 goroutine 不会尝试获取锁,即使看起来锁没有被持有,它也不会去抢,也不会 spin,它会乖乖地加入到等待队列的尾部。 如果拥有 Mutex 的 waiter 发现下面两种情况的其中之一,它就会把这个 Mutex 转换成正常模式: 此 waiter 已经是队列中的最后一个 waiter 了,没有其它的等待锁的 goroutine 了; 此 waiter 的等待时间小于 1 毫秒。正常模式拥有更好的性能,因为即使有等待抢锁的 waiter,goroutine 也可以连续多次获取到锁。 饥饿模式是对公平性和性能的一种平衡,它避免了某些 goroutine 长时间的等待锁。在饥饿模式下,优先对待的是那些一直在等待的 waiter。
mutex怎么实现
主要基于cas。
cas:CAS 指令将给定的值和一个内存地址中的值进行比较,如果它们是同一个值,就使用新值替换内存地址中的值,这个操作是原子性的。那啥是原子性呢?如果你还不太理解这个概念,那么在这里只需要明确一点就行了,那就是原子性保证这个指令总是基于最新的值进行计算,如果同时有其它线程已经修改了这个值,那么,CAS 会返回失败。
type Mutex struct { state int32 sema uint32 } 包含表示当前锁状态的state及信号量sema。
而state中每个bit表示含义有所不同,如下图: