Go の `sync.Mutex` が再帰的ロックをサポートしないのはなぜですか?

再帰的ロック

Go の sync.Mutex は、同時プログラミングのための堅牢な同期メカニズムを提供します。ただし、再帰的ロックはサポートされていないため、特定のシナリオを扱うときに問題が生じる可能性があります。

なぜ再帰的ロックを実装しないのですか?

これは論理的であるように思えるかもしれませんが、 Go で再帰的ロックを実装するには、同期の基礎となる原則を考慮することが重要です。 Go 開発チームの Russ Cox が雄弁に述べているように、再帰ミューテックスは「不変条件を保護しません。」

ミューテックス プリミティブは、スレッド セーフを強制し、データの一貫性を確保するように設計されています。ミューテックスが保持されると、保護されたデータ構造が有効な状態にあることが保証されます。ただし、再帰的ロックでは、スレッドが単一の実行パス内で同じミューテックスを複数回取得できるため、この保証が破られます。これにより、誤った動作や未定義の動作が発生する可能性があり、データの整合性を維持することが本質的に困難になります。

代替ソリューション

再帰的ロックに頼る代わりに、コードを再設計することをお勧めします。そもそも彼らの必要性を避けるためです。より堅牢でスケーラブルなアプローチは、保護されたコードを、ミューテックスのスコープ外で実行できる小さなアトミックなタスクに分割することです。これにより、保護されたデータがコード実行全体を通じて一貫性を保つことが保証されます。

事例

Russ Cox の応答に示されている例を考えてみましょう。

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

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

このコードは、再帰的ロックの使用に伴う潜在的な落とし穴を示しています。 F が、G を呼び出す前に保護すべき不変条件を破った場合、G は一貫性のないデータに対して操作を継続し、誤った結果が生じます。

この問題を解決するには、別のヘルパーを定義するのがより適切なアプローチです。ミューテックス保護を必要としない関数 g:

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

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

このアプローチにより、保護されたデータが整合性のあるときに G が常に操作されることが保証されます。状態を維持し、再帰的ロックに関連するリスクを効果的に回避します。

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