Go语言并发编程中Mutex 允许自旋的条件

发布于 1周前 作者 wuwangju 最后一次编辑是 5天前 来自 问答

Go语言并发编程中Mutex 允许自旋的条件：

1、锁已被占用，并且锁不处于饥饿模式。 2、积累的自旋次数小于最大自旋次数（active_spin=4）。 3、CPU 核数大于 1。 4、 有空闲的 P。 5、当前 Goroutine 所挂载的 P 下，本地待运行队列为空。

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在Go语言的并发编程中，sync.Mutex 本身并不直接支持自旋（Spinning）作为其内置行为。sync.Mutex 的实现主要依赖于操作系统提供的锁机制（如 futex 在 Linux 上），这些锁在资源争用较高时会导致线程（或 goroutine）的阻塞和调度，这可能会引入额外的上下文切换开销。

然而，如果你想要在 Go 中实现一个支持自旋的锁，你可以通过自定义锁结构来实现，结合 Go 的 sync/atomic 包来操作内存中的标志位，以及使用 time.Sleep 或循环等待（自旋）来尝试获取锁，直到成功或达到某个条件（如自旋次数限制）。

以下是一个简单的示例，展示了如何实现一个基本的自旋锁：

package main

import (
	"sync/atomic"
	"time"
	"fmt"
)

type SpinLock int32

func (sl *SpinLock) Lock() {
	for !atomic.CompareAndSwapInt32((*int32)(sl), 0, 1) {
		// 这里可以添加自旋策略，比如简单的循环或带有短暂休眠的循环
		// 这里为了简化，我们仅使用简单的循环自旋
	}
}

func (sl *SpinLock) Unlock() {
	atomic.StoreInt32((*int32)(sl), 0)
}

func main() {
	var lock SpinLock

	go func() {
		lock.Lock()
		fmt.Println("Goroutine 1 locked the lock")
		time.Sleep(2 * time.Second) // 模拟长时间持有锁
		lock.Unlock()
		fmt.Println("Goroutine 1 unlocked the lock")
	}()

	time.Sleep(1 * time.Second) // 确保第一个 goroutine 已经获取了锁

	go func() {
		lock.Lock()
		fmt.Println("Goroutine 2 locked the lock")
		lock.Unlock()
		fmt.Println("Goroutine 2 unlocked the lock")
	}()

	// 等待足够长的时间以观察输出
	time.Sleep(4 * time.Second)
}

注意：

  1. 这里的 SpinLock 实现是非常基础的，并没有处理自旋次数过多时可能导致的 CPU 资源浪费问题。
  2. 在实际应用中，应当谨慎使用自旋锁，特别是在锁持有时间可能较长或系统负载较高的场景中，因为它可能会导致 CPU 资源的过度占用。
  3. Go 的 sync.Mutex 已经足够高效，对于大多数并发场景来说，直接使用 sync.Mutex 通常是更好的选择。如果你确实需要更细粒度的控制（如自旋），考虑使用更高级的同步机制或库。
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