原子操作&普通鎖&讀寫鎖

一：原子操作CAS(compare-and-swap)

原子操作分三步：讀取addr的值，和old進(jìn)行比較，如果相等，則將new賦值給*addr，他能保證這三步一起執(zhí)行完成，叫原子操作也就是說它不能再分了，當(dāng)有一個(gè)CPU在訪問這塊內(nèi)容addr時(shí)，其他CPU就不能訪問

func CompareAndSwapInt64(addr *int64, old, new int64) (swapped bool)
TEXT ·CompareAndSwapUint64(SB),NOSPLIT,$0-25
   MOVD   addr+0(FP), R3
   MOVD   old+8(FP), R4
   MOVD   new+16(FP), R5
   SYNC
   LDAR   (R3), R6
   CMP    R6, R4
   BNE    7(PC)
   STDCCC R5, (R3)
   BNE    -4(PC)
   ISYNC
   MOVD   $1, R3
   MOVB   R3, swapped+24(FP)
   RET
   MOVB   R0, swapped+24(FP)
    RET

二：普通鎖

加鎖（Mutex.Lock）

1：原子操作加鎖：原子操作判斷是否已經(jīng)被加鎖，如果沒有加鎖，原子操作加鎖，直接返回，很快嗎！

2：執(zhí)行旋轉(zhuǎn)鎖：已經(jīng)被加鎖，判斷是否可以執(zhí)行旋轉(zhuǎn)鎖，執(zhí)行旋轉(zhuǎn)鎖，原子判斷是否可以加鎖，若可以，加鎖返回

3：當(dāng)前G休眠等待被喚醒：在執(zhí)行旋轉(zhuǎn)鎖期間，鎖還是沒釋放，那就只能讓當(dāng)前協(xié)程休眠，等待被喚醒，當(dāng)鎖被釋放后，當(dāng)前G被喚醒繼續(xù)執(zhí)行

釋放鎖（Mutex.UnLock）

1：將加鎖狀態(tài)去掉，判斷是否有等待的協(xié)程，如沒有直接返回

2：若有等待協(xié)程，將狀態(tài)設(shè)置成喚醒狀態(tài)

3：喚醒一個(gè)等待協(xié)程

三：讀寫鎖

讀寫鎖基于普通鎖實(shí)現(xiàn)

加寫鎖（RWMutex.Lock）

1：加普通鎖

2：改讀鎖的數(shù)量readerCount -= 1 << 30

3：如果有正在讀的鎖，等待直到讀鎖完成，讀寫不能同時(shí)進(jìn)行

釋放寫鎖（RWMutex.UnLock）

1：改讀鎖的數(shù)量readerCount += 1 << 30，加鎖的時(shí)候減了這么多，釋放鎖的時(shí)候加回來

2：如果readerCount>= 1 << 30，拋異常，釋放沒有加鎖的鎖

3：喚醒所有正在等待讀的協(xié)程

4：釋放普通鎖

加讀鎖（RWMutex.RLock）

1：原子操作讀鎖數(shù)量加1，readerCount+=1

2：如果rederCount<0，說明有寫功能正在執(zhí)行，協(xié)程進(jìn)入睡眠狀態(tài)，等待寫完之后被喚醒

3：如果沒有正在執(zhí)行的寫鎖，就完事了，整個(gè)加鎖操作就只執(zhí)行了一個(gè)原子操作，還是很快的

釋放讀鎖（RWMutex.RUnLock）

1：原子操作讀鎖數(shù)量減1

2：如果讀鎖數(shù)量==-1，或==-1 << 30，說明釋放了一個(gè)沒有加讀鎖的鎖，或者釋放了一個(gè)正在寫的鎖，直接報(bào)錯(cuò)

3：如果有正在等待的寫鎖，喚醒它，否則整個(gè)釋放讀鎖也就執(zhí)行了一個(gè)原子操作

所以說，鎖是基于原子操作的，原子操作保證了數(shù)據(jù)的一致性，讀寫鎖基于普通鎖來實(shí)現(xiàn)，對(duì)于一個(gè)寫少讀多的程序來說，讀寫鎖會(huì)比普通鎖快很多

加鎖原理

1：先是CAS的方式嘗試獲取鎖，如果獲取到了，就鎖住，并繼續(xù)執(zhí)行被鎖住的代碼，然后在釋放鎖

2：CAS沒有拿到鎖，就只能等待了，比如有10個(gè)協(xié)程(G)在等這個(gè)待鎖，go并不是一把鎖創(chuàng)建一個(gè)隊(duì)列，而是默認(rèn)創(chuàng)建251個(gè)隊(duì)列，通過hash的方式將G加入隊(duì)列，確保等待同一把鎖的G在同一個(gè)隊(duì)列，然后將當(dāng)前G執(zhí)行上下文信息保存到G.sched，下次就可以繼續(xù)從這里執(zhí)行，這樣這個(gè)等待的G就這樣被扔到隊(duì)列中了，而不是將這個(gè)G狀態(tài)改成等待狀態(tài)等待被喚醒，G去睡覺了，P還得繼續(xù)執(zhí)行，于是會(huì)找一個(gè)P，繼續(xù)執(zhí)行

解鎖原理

1：通過鎖定位到對(duì)應(yīng)的隊(duì)列，所有等待這把鎖的G都在這個(gè)隊(duì)列中，查找是否有等待的G，沒有就返回

2：有就將G狀態(tài)改成可運(yùn)行，并加入到運(yùn)行隊(duì)列，等待被調(diào)度

關(guān)于G調(diào)度請(qǐng)看我的這篇文章：go并發(fā)調(diào)度原理學(xué)習(xí)

posted @ 2019-01-17 10:49 古文觀芷閱讀(3535) 評(píng)論(0) 收藏舉報(bào)

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原子操作&普通鎖&讀寫鎖

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