Go 语言中如何使用 sync.Mutex 实现互斥锁?

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在 Go 语言中,sync.Mutex 是一种互斥锁,用于保护共享资源,防止多个 goroutine 同时访问。以下是使用 sync.Mutex 实现互斥锁的示例代码:

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在这个示例中,mutex.Lock() 用于锁定共享资源,mutex.Unlock() 用于释放锁。defer 语句确保在函数返回时释放锁,即使发生 panic 也不会导致死锁。

本题详细解读

1. sync.Mutex 的基本概念

sync.Mutex 是 Go 语言标准库中提供的一种互斥锁。它有两个主要方法:

  • Lock():锁定互斥锁。如果锁已经被其他 goroutine 锁定,则当前 goroutine 会阻塞,直到锁被释放。
  • Unlock():释放互斥锁。如果锁未被锁定,调用 Unlock() 会导致运行时错误。

2. 使用 sync.Mutex 的场景

sync.Mutex 通常用于保护共享资源,防止多个 goroutine 同时访问和修改这些资源,从而避免数据竞争(data race)和不一致性问题。

3. 示例代码解析

  • 共享资源counter 是一个共享的整型变量,多个 goroutine 会同时对其进行修改。
  • 互斥锁mutex 是一个 sync.Mutex 类型的变量,用于保护 counter
  • increment 函数:该函数在修改 counter 之前先调用 mutex.Lock() 锁定互斥锁,修改完成后调用 mutex.Unlock() 释放锁。
  • defer 语句defer mutex.Unlock() 确保在函数返回时释放锁,即使在函数执行过程中发生 panic 也不会导致死锁。
  • main 函数:启动 10 个 goroutine 并发执行 increment 函数,最后等待 1 秒钟以确保所有 goroutine 执行完毕,并输出最终的 counter 值。

4. 注意事项

  • 死锁:如果在锁定互斥锁后忘记释放锁,或者在释放锁之前发生了 panic,可能会导致死锁。因此,建议使用 defer 语句来确保锁的释放。
  • 性能:互斥锁的锁定和释放操作会带来一定的性能开销,因此在设计并发程序时应尽量减少锁的持有时间,避免在高并发场景下成为性能瓶颈。

通过以上示例和解析,你应该能够在 Go 语言中正确使用 sync.Mutex 实现互斥锁,保护共享资源。

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