协作式原创查漏补缺之Golang中的锁

Posted 2021-03-11 yudidi

预备知识

CAS机制

1. 是什么

参考附录3

CAS 是项乐观锁技术，当多个线程尝试使用 CAS 同时更新同一个变量时，只有其中一个线程能更新变量的值，而其它线程都失败，失败的线程并不会被挂起，而是被告知这次竞争中失败，并可以再次尝试。
CAS 操作包含三个操作数 —— 内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。
如果内存位置的值与预期原值相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值。否则，处理器不做任何操作。无论哪种情况，它都会在 CAS 指令之前返回该位置的值。（在 CAS 的一些特殊情况下将仅返回 CAS 是否成功，而不提取当前值。）
CAS 有效地说明了“我认为位置 V 应该包含值 A；如果包含该值，则将 B 放到这个位置；否则，不要更改该位置，只告诉我这个位置现在的值即可。”这其实和乐观锁的冲突检查 + 数据更新的原理是一样的。

扩展:
Q: 悲观锁和乐观锁的主要区别.
A:
乐观锁每次获取数据的时候，都不会担心数据被修改，所以每次获取数据的时候都不会进行加锁，但是在更新数据的时候需要判断该数据是否被别人修改过。
悲观锁在读取数据也会加锁,甚至只能有1个线程可以读取数据。

2. 图解CAS

讲解参考附录1的图解.

1. 内存地址v(该地址的内容是内存实际值)
2. old值: 旧的预期值
3. new值: 要修改的新值

• 关键问题:
  Q: 什么叫冲突
  A: 内存实际值和携程预期值不等就是冲突。 就是携程发现内存实际值(11)!=old值(10)就是冲突,本来该携程是要对10进行加1操作的.

3. Go中的CAS操作代码示例

讲解参考附录2的代码.

// CompareAndSwapInt64 executes the compare-and-swap operation for an int64 value.
func CompareAndSwapInt64(addr *int64, old, new int64) (swapped bool)

预备知识点: atomic.LoadInt64和atomic.StoreInt64，是一对原子操作，分别是读取和写入一个int。
TODO: 目前不清楚附录2中提到的错误写法有啥问题。

4. cas机制的缺点

1. 高并发情况下自旋消耗cpu.(也就是compare老是失败)
2. 只支持一个变量的原子操作,不支持多个变量(代码块)的原子操作. 代码块的原子操作，用sync.Mutex。
3. CAS 会导致“ABA问题”。(参考附录4)

Q: mutex的底层实现

Q: go有哪些锁

扩展：所有锁的都可以归为4大类:

1. 共享锁，独占锁
2. 悲观锁，乐观锁 ？

A:

互斥锁 sync.Mutex
读写锁 sync.RWMutex

Q: 互斥锁是可重入锁吗

Q: 如何go实现可重入锁

参考资料

1.图解CAS
2.GO中CAS代码示例
3.CAS乐观锁，最精确的文字描述.
4.CAS会导致"ABA问题"
Go中锁的那些姿势，估计你不知道