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如何在Golang中实现同步与互斥_Golang同步原语与mutex的使用方法

P粉602998670

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发布时间:2026-02-05 12:41:59

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来源于php中文网

原创

Go中必须用sync.Mutex的场景是多个goroutine同时读写同一变量且至少有一个写操作时;正确用法是细粒度加锁、defer解锁、避免嵌套;读多写少可用RWMutex;优先考虑atomic或channel替代。

如何在golang中实现同步与互斥_golang同步原语与mutex的使用方法

Go 里没有“锁住整个函数”的魔法,sync.Mutex 必须显式加锁、解锁,且只保护你明确包裹的那段共享数据访问逻辑。

什么时候必须用 sync.Mutex

当多个 goroutine 同时读写同一个变量(比如 intmap、结构体字段),且至少有一个是写操作时,就存在竞态(race)。Go 的 go run -race 会报类似 Data race on field ... 的错误。

  • 常见场景:计数器累加(counter++)、缓存 map 的增删改查、状态标志位更新
  • 注意:map 本身不是并发安全的——哪怕只是多个 goroutine 同时 read,只要其中有一个 write,就必须加锁
  • 别依赖“我只读不写就安全”:如果其他 goroutine 在写,你的读可能看到中间态或 panic(如 map 扩容时)

sync.Mutex 的正确使用姿势

核心原则:锁的粒度越小越好,只包住真正需要同步的代码段;必须成对出现,且不能在锁内调用可能阻塞或 panic 的不可控逻辑。

  • mu.Lock()mu.Unlock(),不是 mu.Lockmu.Unlock()(少括号是常见拼写错误)
  • 推荐用 defer mu.Unlock() 确保解锁,但要放在 Lock() 之后立即写,否则可能锁还没拿到就 defer 了
  • 避免锁嵌套:goroutine 拿着 A 锁再去等 B 锁,另一个拿着 B 锁等 A 锁 → 死锁。Go 不检测这种逻辑死锁
  • 示例:
    var mu sync.Mutex
    var count int
    
    func increment() {
        mu.Lock()
        defer mu.Unlock() // 这行必须紧跟 Lock 后
        count++
    }

sync.RWMutex 适合读多写少的场景

当读操作远多于写操作(比如配置缓存、白名单列表),用 sync.RWMutex 可以让多个 goroutine 并发读,只在写时独占。

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  • RWMutex.RLock()RWMutex.RUnlock() 用于读;RWMutex.Lock()/Unlock() 用于写
  • 注意:RLock() 不会阻塞其他 RLock(),但会阻塞 Lock();反过来,一旦有 goroutine 调用了 Lock(),所有新的 RLock() 都会被阻塞,直到写完成
  • 不要在持有 RLock() 时去调用 Lock() —— 会死锁(Go 不允许升级锁)
  • 如果读操作里包含复杂计算或网络调用,别为了“读锁”而锁太久,反而拖慢写操作

比 mutex 更轻量或更语义化的替代方案

不是所有并发问题都该用 Mutex。优先考虑 Channel 或 sync/atomic

  • 纯数值计数(int32, int64, uint64, unsafe.Pointer):用 atomic.AddInt64(&count, 1)无锁且更快
  • 需要协调 goroutine 生命周期或传递信号:用 chan struct{} 或带缓冲的 channel,比如 “worker 等待任务”、“主协程等待全部 worker 结束”
  • 一次初始化(如单例、全局配置加载):用 sync.Once,比手写双重检查锁更简洁安全
  • 别把 mutex 当成“防止并发执行”的通用开关——它只保数据一致性,不保执行顺序

最容易被忽略的是:锁保护的是“内存位置”,不是“变量名”。如果两个 goroutine 通过不同路径访问同一个底层结构体字段,或者通过指针共享了同一块内存,只锁局部变量名没用。得确认你锁住的 mu 实例,确实和你要保护的数据在同一个作用域、同一生命周期里。

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