一、sync包 --- 互斥锁

• https://golang.google.cn/pkg/sync/

官方文件sync的介绍

Package sync provides basic synchronization primitives such as mutual exclusion locks. Other than the Once and WaitGroup types, most are intended for use by low-level library routines. Higher-level synchronization is better done via channels and communication

sync是synchronization同步这个词的缩写,所以也会叫做同步包.这里提供了基本同步的操作,比如互斥锁等等.这里除了Once和WaitGroup类型之外,大多数类型都是供低级库例教程使用的.更高级别同步最好通过channel通道和communication通信来完成

二、Mutex(互斥锁)

在并发程序中,会存在临界资源问题.就是当多个协程来访问共享的数据资源,那么这个共享资源是不安全的.为了解决协程同步的问题使用了channel,但是Go语言也提供了传统的同步工具.

什么是锁呢? 就是某个协程(线程)在访问某个资源时先锁住,防止其它协程的访问,等访问完毕解锁后其他协程再来加锁进行访问.一般用于处理并发中的临界资源问题.

Go语言包的sync包提供了两种所类型: sync.Mutex和sync.RWMutex.

Mutex是最简单的一种锁类型,互斥锁,同时也比较暴力,当一个goroutine获得了Mutex后,其他goroutine就只能乖乖等到这个goroutine释放该Mutex.

每个资源都对应与一个可称为"互斥锁"的标记,这个标记用来标记保证在任意时刻,只能有一个协程(线程)访问该资源.其他的协程只能等待.

互斥锁是传统并发编程对共享资源进行访问控制的主要手段,它由标准库sync中的Mutex结构体类型表示.sync.Mutex类型只有两个公开的指针方法,Lock和Unlock.Lock锁定当前的共享资源,Unlock进行解锁.

在使用互斥锁时,一定要注意: 对资源操作完成后,一定要解锁,否则会出现流程执行异常,死锁等问题.通常借助defer.锁定后,立即使用defer语句保证互斥锁及时解锁.

部分源码

/ A Mutex is a mutual exclusion lock.
// The zero value for a Mutex is an unlocked mutex.
//
// A Mutex must not be copied after first use.
type Mutex struct {
    state int32 //互斥锁上锁状态枚举值如下所示
    sema  uint32 //信号量，向处于Gwaitting的G发送信号
}

// A Locker represents an object that can be locked and unlocked.
type Locker interface {
    Lock()
    Unlock()
}

const (
    mutexLocked = 1 << iota // mutex is locked  ，1 互斥锁是锁定的
    mutexWoken // 2 唤醒锁
    mutexStarving
    mutexWaiterShift = iota // 统计阻塞在这个互斥锁上的goroutine数目需要移位的数值
    starvationThresholdNs = 1e6
)

三、Lock()方法

Lock()这个方法,锁定m.如果该锁已在使用中,则调用goroutine将阻塞,知道互斥体可用.

四、Unlock()方法

Unlock()方法解锁解锁m.如果m未在要解锁的条目上锁定,则为运行时错误.

锁定的互斥体不与特定的goroutine关联.允许一个goroutine锁定互斥体,然后安排另一个goroutine解锁互斥体.

五、示例代码

示例: 使用goroutine,模拟4个售票口出售火车票的案例.4个售票口同时卖票,会发生临界数据安全问题.使用互斥锁解决一下.（Go语言推崇是使用Channel来实现数据共享,但是也还是提供了传统的同步处理方式）

package main

import (
    "fmt"
    "time"
    "math/rand"
    "sync"
)

//全局变量，表示票
var ticket = 10 //100张票


var mutex sync.Mutex //创建锁头

var wg sync.WaitGroup //同步等待组对象
func main() {
    /*
    4个goroutine，模拟4个售票口，

    在使用互斥锁的时候，对资源操作完，一定要解锁。否则会出现程序异常，死锁等问题。
    defer语句
     */

     wg.Add(4)
    go saleTickets("售票口1")
    go saleTickets("售票口2")
    go saleTickets("售票口3")
    go saleTickets("售票口4")

    wg.Wait() //main要等待
    fmt.Println("程序结束了。。。")

    //time.Sleep(5*time.Second)
}

func saleTickets(name string){
    rand.Seed(time.Now().UnixNano())
    defer wg.Done()
    for{
        //上锁
        mutex.Lock() //g2
        if ticket > 0{ //ticket 1 g1
            time.Sleep(time.Duration(rand.Intn(1000))*time.Millisecond)
            fmt.Println(name,"售出：",ticket) // 1
            ticket-- // 0
        }else{
            mutex.Unlock() //条件不满足，也要解锁
            fmt.Println(name,"售罄，没有票了。。")
            break
        }
        mutex.Unlock() //解锁
    }
}

运行结果