Golang的锁机制与使用技巧小结

type Mutex {
    state int32
    sema  uint32
}

32                                               3             2             1             0 
 |                                               |             |             |             | 
 |                                               |             |             |             | 
 v-----------------------------------------------v-------------v-------------v-------------+ 
 |                                               |             |             |             v 
 |                 waitersCount                  |mutexStarving| mutexWoken  | mutexLocked | 
 |                                               |             |             |             | 
 +-----------------------------------------------+-------------+-------------+-------------+                                                                                                              

type RWMutex struct {
	w           Mutex  // 复用互斥锁
	writerSem   uint32 // 写锁监听读锁释放的信号量
	readerSem   uint32 // 读锁监听写锁释放的信号量
	readerCount int32  // 当前正在执行读操作的数量
	readerWait  int32  // 当写操作被阻塞时，需要等待读操作完成的个数
}

type Map struct {
	mu Mutex
	read atomic.Value // readOnly
	dirty map[interface{}]*entry
	misses int
}

// readOnly is an immutable struct stored atomically in the Map.read field.
type readOnly struct {
	m       map[interface{}]*entry
	amended bool // true if the dirty map contains some key not in m.
}

type entry struct {
	p unsafe.Pointer // *interface{}
}

//atomic.Value源码

type Value struct {
	v interface{} // 所以可以存储任何类型的数据
}

// 空 interface{} 的内部表示格式，作用是将interface{}类型分解，得到其中两个字段
type ifaceWords struct {
	typ  unsafe.Pointer
	data unsafe.Pointer
}

// 取数据就是正常走流程
func (v *Value) Load() (x interface{}) {
	vp := (*ifaceWords)(unsafe.Pointer(v))
	typ := LoadPointer(&vp.typ)
	if typ == nil || uintptr(typ) == ^uintptr(0) {
		// 第一次还没写入
		return nil
	}
  // 构造新的interface{}返回出去
	data := LoadPointer(&vp.data)
	xp := (*ifaceWords)(unsafe.Pointer(&x))
	xp.typ = typ
	xp.data = data
	return
}

// 写数据（如何保证数据完整性）
func (v *Value) Store(x interface{}) {
	if x == nil {
		panic("sync/atomic: store of nil value into Value")
	}
  // 绕过 Go 语言类型系统的检查，与任意的指针类型互相转换
	vp := (*ifaceWords)(unsafe.Pointer(v)) // 旧值
	xp := (*ifaceWords)(unsafe.Pointer(&x)) // 新值
	for { // 配合CompareAndSwap达到乐观锁的功效
		typ := LoadPointer(&vp.typ)
		if typ == nil { // 第一次写入
			runtime_procPin() // 禁止抢占
			if !CompareAndSwapPointer(&vp.typ, nil, unsafe.Pointer(^uintptr(0))) {
				runtime_procUnpin() // 没有抢到锁，说明已经有别的线程抢先完成赋值，重新进入循环
				continue
			}
			// 首次赋值
			StorePointer(&vp.data, xp.data)
			StorePointer(&vp.typ, xp.typ)
			runtime_procUnpin() // 写入成功，解除占用状态
			return
		}
		if uintptr(typ) == ^uintptr(0) {
			// 第一次写入还未完成，继续等待
			continue
		}
		// 两次需要写入相同类型
		if typ != xp.typ {
			panic("sync/atomic: store of inconsistently typed value into Value")
		}
		StorePointer(&vp.data, xp.data)
		return
	}
}

// 禁止抢占，标记当前G在M上不会被抢占，并返回当前所在P的ID。
func runtime_procPin()
// 解除G的禁止抢占状态，之后G可被抢占。
func runtime_procUnpin()

var m sync.Mutex

func DoSth() {
    // do sth1
    func() {
       u.lock()
       defer m.unlock()
       // do sth2
    }() 
    // do sth3
}