Eingehende Analyse des zugrunde liegenden Implementierungsmechanismus von Golang-Sperren

Detaillierte Erläuterung der zugrunde liegenden Implementierungsprinzipien von Golang-Sperren. Spezifische Codebeispiele sind erforderlich. In Golang wird das Konzept der Sperren häufig in der gleichzeitigen Programmierung verwendet. In diesem Artikel werden die zugrunde liegenden Implementierungsprinzipien von Golang-Sperren eingehend untersucht und spezifische Codebeispiele bereitgestellt.

Das zugrunde liegende Implementierungsprinzip der Mutex-Sperre (Mutex)

Die Mutex-Sperre ist einer der am häufigsten verwendeten Sperrtypen in Golang. Zur Implementierung wird die zugrunde liegende Datenstruktur sync.Mutex verwendet.

1. 
   Mutex ist wie folgt definiert:

Typ Mutex-Struktur {

state int32
sema  uint32

}

Unter diesen stellt der Status den Status der Mutex-Sperre dar, und Sema stellt ein Semaphor dar, das zur Koordinierung mehrerer Coroutinen verwendet wird, um eine gegenseitige Interaktion zu erreichen .

Der Code für die Verwendung einer Mutex-Sperre für die Einschränkung kritischer Abschnitte lautet wie folgt:

var counter int

var mutex sync.Mutex

func increment() {

mutex.Lock()
counter++
mutex.Unlock()

}

Im obigen Code ist der Mutex-Sperre-Mutex wird verwendet. Der kritische Abschnitt des Zählers ist eingeschränkt, um sicherzustellen, dass der Betrieb des Zählers nicht durch Parallelität beeinträchtigt wird.

Das zugrunde liegende Implementierungsprinzip der Mutex-Sperre basiert auf der atomaren Operation und dem Semaphormechanismus im Betriebssystem. Wenn eine Coroutine mutex.Lock() aufruft, versucht sie, den Status der Mutex-Sperre zu ermitteln. Wenn die Mutex-Sperre derzeit entsperrt ist, setzt die Coroutine ihren Status auf „Gesperrt“ und setzt die Ausführung fort Die Coroutine wird in die Warteschlange gestellt und wartet darauf, dass andere Coroutinen die Sperre aufheben.

Wenn eine Coroutine mutex.Unlock() aufruft, gibt sie den Mutex-Sperrzustand frei und weckt eine Coroutine in der Warteschlange. Die erwachte Coroutine kann erneut versuchen, den Status des Mutex zu erhalten und die Ausführung fortzusetzen.

Das zugrunde liegende Implementierungsprinzip der Lese-/Schreibsperre (RWMutex)

Zusätzlich zu Mutex-Sperren bietet Golang auch einen Lese-/Schreibsperrtyp (RWMutex), um eine Parallelitätskontrolle beim Lesen und Schreiben von Daten zwischen mehreren Coroutinen zu erreichen.

2. 
   Die Definition von RWMutex lautet wie folgt:

type RWMutex struct {

// 互斥锁，用于保护读写锁的读写操作
w Mutex

// 唤醒等待队列的信号量
writerSem uint32
readerSem uint32

// 等待的读协程数量
readerCount int32

// 等待的写协程数量
readerWait int32
writerWait int32

}

Der Code, der die Lese-/Schreibsperre für die Einschränkung kritischer Abschnitte verwendet, lautet wie folgt:

var counter int

var rwMutex sync.RWMutex

func read() {

rwMutex.RLock()
defer rwMutex.RUnlock()
// 读取counter的操作

}

func write() {

rwMutex.Lock()
defer rwMutex.Unlock()
// 更新counter的操作

}

Das zugrunde liegende Implementierungsprinzip der Lese-/Schreibsperre besteht darin, eine Lese-/Schreibwarteschlange basierend auf der Mutex-Sperre hinzuzufügen. Wenn eine Coroutine rwMutex.RLock() aufruft, versucht sie, eine Lesesperre zu erhalten. Wenn keine andere Coroutine die Schreibsperre hält, kann die aktuelle Coroutine die Lesesperre erfolgreich erwerben und die Ausführung fortsetzen. Andernfalls wird die Coroutine in die Lesewarteschlange gestellt.

Wenn eine Coroutine rwMutex.RUnlock() aufruft, gibt sie die Lesesperre frei und weckt andere Coroutinen in der Warteschlange. Die erwachte Coroutine kann erneut versuchen, die Lesesperre zu erlangen.

Ähnlich versucht eine Coroutine, wenn sie rwMutex.Lock() aufruft, die Schreibsperre zu erlangen. Wenn keine andere Coroutine eine Lesesperre oder eine Schreibsperre besitzt, kann die aktuelle Coroutine die Schreibsperre erfolgreich erwerben und die Ausführung fortsetzen; andernfalls wird die Coroutine in die Schreibwarteschlange gestellt.

Wenn eine Coroutine rwMutex.Unlock() aufruft, gibt sie die Schreibsperre frei und weckt andere Coroutinen in der Warteschlange. Die erwachte Coroutine kann erneut versuchen, die Lese- oder Schreibsperre zu erlangen.

Zusammenfassung:

In diesem Artikel werden die zugrunde liegenden Implementierungsprinzipien von Golang-Sperren ausführlich vorgestellt und spezifische Codebeispiele für Mutex-Sperren und Lese-/Schreibsperren bereitgestellt. Die Mutex-Sperre verwendet den zugrunde liegenden Semaphormechanismus, um die gegenseitige Ausschlusskontrolle des kritischen Abschnitts zu realisieren, während die Lese-/Schreibsperre auf der Grundlage der Mutex-Sperre eine Lese-/Schreibwarteschlange hinzufügt, um die Steuerung von Lese- und Schreibvorgängen zwischen mehreren Coroutinen zu realisieren . Parallelitätskontrolle. Ein tiefes Verständnis der zugrunde liegenden Implementierungsprinzipien von Golang-Sperren ist sehr wichtig für das Schreiben effizienter und korrekter gleichzeitiger Programme.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonEingehende Analyse des zugrunde liegenden Implementierungsmechanismus von Golang-Sperren. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!