golang读写锁
1、介绍
在sync.Mutex基础上实现的读写锁，支持读读并发，其他还是串行，适用于读多写少的场景
2、结构体
type RWMutex struct {w Mutex // held if there are pending writerswriterSem uint32 // semaphore for writers to wait for completing readersreaderSem uint32 // semaphore for readers to wait for completing writersreaderCount atomic.Int32 // number of pending readersreaderWait atomic.Int32 // number of departing readers
}
w：一个
Mutex，仅用于解决多个writer之间的竞争问题，writerSem：一个信号量，用于阻塞writer等待正在进行的reader完成。就是用于写操作加锁时候要等待所有的读操作完成，当所有读操作解锁结束后，会发送信号，然后写操作被唤醒
readerSem：一个信号量，用于阻塞reader等待正在进行的writer完成。读操作要获取锁时候，需要等待写操作解锁，解锁后向该信号量发送信号，解锁所有读操作
readerCount：记录当前正在进行的reader的数量，也用于表示是否有writer正在等待。
readerWait：记录writer请求锁时需要等待完成的reader的数量。待完成的读操作计数器，仅有写操作等待时候有用，代表在写操作前已经在执行的读操作数量
核心流程
3.1 读加锁
func (rw *RWMutex) RLock() {if race.Enabled {_ = rw.w.staterace.Disable()}if rw.readerCount.Add(1) < 0 {// A writer is pending, wait for it.runtime_SemacquireRWMutexR(&rw.readerSem, false, 0)}if race.Enabled {race.Enable()race.Acquire(unsafe.Pointer(&rw.readerSem))}
}原子操作 readCount 直接加1，如果结果不小于0，则说明加锁成功
如果小于0，则说明当前有writer正在等待或已经持有锁，则当前goroutine会阻塞在readerSem上，直到没有writer持有锁
注意： readCount小于0的原因是有写操作加锁时候会readCount-2的30次方，导致其值小于0
3.2 读解锁
func (rw *RWMutex) RUnlock() {if race.Enabled {_ = rw.w.staterace.ReleaseMerge(unsafe.Pointer(&rw.writerSem))race.Disable()}if r := rw.readerCount.Add(-1); r < 0 {// Outlined slow-path to allow the fast-path to be inlinedrw.rUnlockSlow(r)}if race.Enabled {race.Enable()}
}
func (rw *RWMutex) rUnlockSlow(r int32) {if r+1 == 0 || r+1 == -rwmutexMaxReaders {race.Enable()fatal("sync: RUnlock of unlocked RWMutex")}// A writer is pending.if rw.readerWait.Add(-1) == 0 {// The last reader unblocks the writer.runtime_Semrelease(&rw.writerSem, false, 1)}
}原子操作 readCount 直接减1，如果结果不小于0，说明无写协程等待，直接解锁完成
如果小于0，说明有写协程正在等待，进入慢流程：
原子操作把readerWait减1，若等于0 说明所有读操作都执行结束了，向writerSem发送信号，去唤醒等待的写协程。
大于0，说明还有其他读操作，则不发送信号量直接返回，解锁结束
3.3 写加锁
保证写操作互斥，等待所有的读操作结束
func (rw *RWMutex) Lock() {if race.Enabled {_ = rw.w.staterace.Disable()}// First, resolve competition with other writers.rw.w.Lock()// Announce to readers there is a pending writer.r := rw.readerCount.Add(-rwmutexMaxReaders) + rwmutexMaxReaders// Wait for active readers.if r != 0 && rw.readerWait.Add(r) != 0 {runtime_SemacquireRWMutex(&rw.writerSem, false, 0)}if race.Enabled {race.Enable()race.Acquire(unsafe.Pointer(&rw.readerSem))race.Acquire(unsafe.Pointer(&rw.writerSem))}
}先获取mutex的lock锁，确保同时只有一个写操作能进入后续
获取到互斥锁后，将readerCount设置为一个负数（通常是-readerCount-1），表示有writer正在等待锁。如果有正在进行的reader，writer会阻塞在writerSem上，直到所有reader都释放了锁。
r := rw.readerCount.Add(-rwmutexMaxReaders) + rwmutexMaxReaders
精妙之处在于，先把readCount变为负数（是的后面的再进来的读操作进入阻塞），然后又加回来赋值给临时变量r，走到后面判断，如果有读操作还在运行，把readWait设置为原readCount的值，如果大于0，则写操作进入阻塞太，登台所有读操作完成
if r != 0
- 如果
r == 0，说明没有活跃读者，writer 可以直接获得锁，无需等待。 - 如果
r > 0，说明有r个读者正在读，需要等他们退出。
b. rw.readerWait.Add(r) （如果有读操作在运行，则肯定大于0）
- 将
readerWait设置为r（因为初始为 0，Add(r)后就是r）； readerWait表示：“我这个 writer 需要等r个读者退出”。
⚠️ 注意：这里
Add(r)的返回值是更新后的值。由于初始为 0，返回值就是r，所以!= 0恒成立（只要r != 0）。
c. runtime_SemacquireRWMutex(&rw.writerSem, false, 0)
- 调用底层 runtime 函数，在
writerSem信号量上阻塞当前 goroutine； - 会一直 sleep，直到有读者在
RUnlock()时发现readerWait == 0，然后runtime_Semrelease唤醒它。
✅ 此时，writer 被挂起，等待所有“已进入”的读者退出。
3.4 写解锁
func (rw *RWMutex) Unlock() {if race.Enabled {_ = rw.w.staterace.Release(unsafe.Pointer(&rw.readerSem))race.Disable()}// Announce to readers there is no active writer.r := rw.readerCount.Add(rwmutexMaxReaders)if r >= rwmutexMaxReaders {race.Enable()fatal("sync: Unlock of unlocked RWMutex")}// Unblock blocked readers, if any.for i := 0; i < int(r); i++ {runtime_Semrelease(&rw.readerSem, false, 0)}// Allow other writers to proceed.rw.w.Unlock()if race.Enabled {race.Enable()}
}释放写锁。将readerCount恢复为正数（通过加上一个常数，通常是rwmutexMaxReaders 2的30次方），表示writer已经释放了锁，此时如果有等待的reader或writer，它们可以根据情况被唤醒。
如果r大于0，代表有多个r还在等待，则通过runtime_Semrelease(&rw.readerSem, false, 0) 发送解锁信号量，唤醒读操作
等于0 则说明 没有读操作在等下，继续往下，
执行mutex.Unlock互斥锁解锁，写操作解锁完成，解锁过程中通知其他写操作被唤醒