golang 源码分析05 Mutex

state表示mutex的状态

上图是Mutex的结构体和locker接口方法定义

Mutex的公平性，两种操作模式 正常normal和饥饿starvation

  

   

    

     

    
    

     

      互斥量可分为两种操作模式:正常和饥饿。
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      在正常模式下，等待的goroutines按照FIFO（先进先出）顺序排队，但是goroutine被唤醒之后并不能立即得到mutex锁，它需要与新到达的goroutine争夺mutex锁。
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      因为新到达的goroutine已经在CPU上运行了，所以被唤醒的goroutine很大概率是争夺mutex锁是失败的。出现这样的情况时候，被唤醒的goroutine需要排队在队列的前面。
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      如果被唤醒的goroutine有超过1ms没有获取到mutex锁，那么它就会变为饥饿模式。
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      在饥饿模式中，mutex锁直接从解锁的goroutine交给队列前面的goroutine。新达到的goroutine也不会去争夺mutex锁（即使没有锁，也不能去自旋），而是到等待队列尾部排队。
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      在饥饿模式下，有一个goroutine获取到mutex锁了，如果它满足下条件中的任意一个，mutex将会切换回去正常模式：
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      1. 是等待队列中的最后一个goroutine
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      2. 它的等待时间不超过1ms。
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      正常模式有更好的性能，因为goroutine可以连续多次获得mutex锁；
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      饥饿模式对于预防队列尾部goroutine一致无法获取mutex锁的问题。
     
    
  

下面看下核心方法lock

1.如果当前state为0，代表这个锁没有被持有，所以就通过CAS来获取锁，这个也是快速获取锁的路径

2.如果当前state不为0，那么就进行lockSlow流程

3.判断，如果是饥饿starvation模式，就不自旋，新到达的goroutine必须排队；如果是normal正常模式，就进入自旋，尝试获取锁

4.goroutine已经从sleep中唤醒，所以我们需要重置flag

6.获取锁成功，就直接break，如果之前已经等待过，就在queue的开头排队

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下面再来看unlock释放锁

1.如果没有lock，直接就unlock，那么就会出现一个run-time 错误

2.一个锁住的mutex，不会专属于一个指定的goroutine；通常是一个goroutine锁住mutex，另一个goroutine争抢，来解锁unlock

3.快速解锁，就是state - mutexLocked，如果不为0，就调用unlockSlow解锁

4.如果没有waiters，或者1个goroutine已经被唤醒，并且抢到了锁，就没有必要唤醒其余的goroutine了

5.如果是饥饿模式，那么就直接解锁下一个waiter，新来的goroutine是需要在队尾排队的，就无法获取