为什么 Go 的 `sync.Mutex` 不支持递归锁定？

递归锁定

Go 的sync.Mutex 为并发编程提供了强大的同步机制。但是，它缺乏对递归锁定的支持，这在处理某些场景时可能会带来挑战。

为什么不实现递归锁定？

虽然这看起来合乎逻辑在 Go 中实现递归锁，考虑同步的底层原理很重要。正如 Go 开发团队的 Russ Cox 雄辩地指​​出的那样，递归互斥锁“不能保护不变量。”

互斥原语旨在强制线程安全并确保数据一致性。当持有互斥体时，它保证受保护的数据结构处于有效状态。然而，递归锁允许线程在单个执行路径中多次获取相同的互斥锁，从而打破了这种保证。这可能会导致不正确或未定义的行为，从而使得维护数据完整性本身就具有挑战性。

替代解决方案

建议重新设计代码，而不是诉诸递归锁首先避免他们的需要。更健壮和可扩展的方法是将受保护的代码分成可以在任何互斥体范围之外执行的小型原子任务。这可确保受保护的数据在整个代码执行过程中保持一致。

案例

考虑 Russ Cox 的响应中提供的示例：

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

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

此代码演示了使用递归锁的潜在陷阱。如果 F 在调用 G 之前破坏了它负责保护的不变量，G 将继续对不一致的数据进行操作，从而导致错误的结果。

要解决这个问题，更合适的方法是定义一个单独的 helper不需要互斥锁保护的函数g：

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

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

这种方式可以保证G始终在处于一致状态时对受保护的数据进行操作，有效避免了风险与递归锁相关。

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