Warum unterstützt „sync.Mutex' von Go kein rekursives Sperren?

Rekursives Sperren

Go's sync.Mutex bietet einen robusten Synchronisationsmechanismus für gleichzeitige Programmierung. Es fehlt jedoch die Unterstützung für rekursive Sperren, was bei bestimmten Szenarien eine Herausforderung darstellen kann.

Warum nicht rekursive Sperren implementieren?

Obwohl es logisch erscheinen mag Um rekursive Sperren in Go zu implementieren, ist es wichtig, die zugrunde liegenden Prinzipien der Synchronisierung zu berücksichtigen. Wie Russ Cox vom Go-Entwicklungsteam es eloquent ausdrückt, schützen rekursive Mutexe „keine Invarianten“.

Mutex-Primitive sollen die Thread-Sicherheit erzwingen und die Datenkonsistenz gewährleisten. Wenn ein Mutex gehalten wird, garantiert er, dass sich die geschützten Datenstrukturen in einem gültigen Zustand befinden. Rekursive Sperren brechen diese Garantie jedoch, indem sie es Threads ermöglichen, denselben Mutex mehrmals innerhalb eines einzigen Ausführungspfads abzurufen. Dies kann zu falschem oder undefiniertem Verhalten führen, was es grundsätzlich schwierig macht, die Datenintegrität aufrechtzuerhalten.

Alternative Lösungen

Anstatt auf rekursive Sperren zurückzugreifen, wird empfohlen, den Code neu zu gestalten um ihre Bedürfnisse von vornherein zu vermeiden. Ein robusterer und skalierbarerer Ansatz besteht darin, geschützten Code in kleine, atomare Aufgaben aufzuteilen, die außerhalb des Geltungsbereichs eines Mutex ausgeführt werden können. Dadurch wird sichergestellt, dass die geschützten Daten während der gesamten Codeausführung konsistent bleiben.

Ein typisches Beispiel

Betrachten Sie das Beispiel in der Antwort von Russ Cox:

func F() {
    mu.Lock()
    ... do some stuff ...
    G()
    ... do some more stuff ...
    mu.Unlock()
}

func G() {
    mu.Lock()
    ... do some stuff ...
    mu.Unlock()
}

Dieser Code zeigt die möglichen Fallstricke bei der Verwendung rekursiver Sperren. Wenn F vor dem Aufruf von G die Invarianten zerstört, für deren Schutz es verantwortlich ist, wird G weiterhin mit den inkonsistenten Daten arbeiten, was zu fehlerhaften Ergebnissen führt.

Um dieses Problem zu lösen, wäre ein geeigneterer Ansatz, einen separaten Helfer zu definieren Funktion g, die keinen Mutex-Schutz erfordert:

// To be called with mu already held.
func g() {
    ... do some stuff ...
}

func G() {
    mu.Lock()
    g()
    mu.Unlock()
}

Dieser Ansatz stellt sicher, dass G immer mit den geschützten Daten arbeitet, wenn sie sich in einem konsistenten Zustand befinden, wodurch das effektiv vermieden wird Risiken im Zusammenhang mit rekursiven Sperren.

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