一、競態條件與臨界區和同步工具

（1）競態條件

一旦數據被多個線程共享，那么就會產生沖突和爭用的情況，這種情況被稱為競態條件。這往往會破壞數據的一致性。

同步的用途有兩個，一個是避免多線程在同一時刻操作同一個數據塊，另一個是協調多線程，以避免它們在同一時刻執行同一個代碼塊。

（2）臨界區

一個線程在想要訪問某一個共享資源的時候，需要先申請對該資源的訪問權限，并且只有在申請成功之后，訪問才能真正開始。

而當線程對共享資源的訪問結束時，它還必須歸還對該資源的訪問權限，若要再次訪問仍需申請。

我們可以說，多個并發運行的線程對這個共享資源的訪問是完全串行的，只要一個代碼片段需要實現對共享資源的串行化訪問，就可以被視為一個臨界區。由于要訪問到資源而必須進入到那個區域。

（3）同步工具

臨界區總是受保護的，否則會產生競態條件。施加保護的重要手段之一，就是使用實現了某種同步機制的工具，也稱為同步工具。

二、互斥量

mutual exclusion，簡稱mutex

在Go語言中，可供我們選擇的同步工具不少。其中，最重要且最常用的同步工具當屬互斥量（mutual exclusion，簡稱mutex）。

sync包中的Mutex就是與其對應的類型，該類型的值可以被稱為互斥量或者互斥鎖。

一個互斥鎖可以被用來保護一個臨界區或者一組臨界區。我們可以通過它來保證，在同一時刻只有一個goroutine處于該臨界區。

為了實現這個保證，每當有goroutine想進入臨界區，都要先對它進行鎖定，并且，每個goroutine離開臨界區，都要及時對它進行解鎖。

• 鎖定操作：調用互斥鎖的Lock方法；
• 解鎖操作：調用互斥鎖的Unlock方法；

mu.Lock()
_, err := writer.Write([]byte(data))
if err != nil {
 log.Printf("error: %s [%d]", err, id)
}
mu.Unlock()

go run demo01.go -protecting=0

三、使用互斥鎖的注意事項

（1）使用互斥鎖的注意事項

使用互斥鎖的注意事項如下：

• 不要重復鎖定互斥鎖；
• 不要忘記解鎖互斥鎖，必要時使用defer語句；
• 不要對尚未鎖定或已解鎖的互斥鎖解鎖；
• 不要在多個函數之間傳遞互斥鎖；

把一個互斥鎖同時用在多個地方，不但會讓程序變慢，還會大大增加死鎖的可能性。

有GO語言運行時系統自行拋出的panic都屬于致命錯誤，都是無法被恢復的，調用recover函數對他們起不到任何作用。也就是說，一旦產生死鎖，程序必然崩潰。

為了避免這種情況，最簡單有效的方法就是讓每一個互斥鎖都只保護一個臨界區或一組相關臨界區。在這個前提下，還要注意，就不要重復鎖定一個互斥鎖，也不要忘記對它的解鎖。

一個goroutine對某一個互斥鎖重復鎖定，就意味著它自己鎖死自己。

不要忘記解鎖的一個重要原因是：避免重復鎖定。

同樣，解鎖未鎖定的互斥鎖會立即引發 panic。

（2）使用defer語句解鎖

最保險的做法

如果一個流程在鎖定了某個互斥鎖之后分叉了，或者有被中斷的可能，那么就應該使用defer語句來對它進行解鎖，而且這樣的defer語句應該緊跟在鎖定操作之后。這是最保險的一種做法。

（3）sync.Mutex是值類型

Go 語言中的互斥鎖是開箱即用的。換句話說，一旦我們聲明了一個sync.Mutex類型的變量，就可以直接使用它了。

不過要注意，該類型是一個結構體類型，屬于值類型中的一種。把它傳給一個函數、將它從函數中返回、把它賦給其他變量、讓它進入某個通道都會導致它的副本的產生。

并且，原值和它的副本，以及多個副本之間都是完全獨立的，它們都是不同的互斥鎖。

四、讀寫鎖與互斥鎖的異同

（1）讀/寫互斥鎖

讀寫鎖是讀/寫互斥鎖的簡稱。在Go語言中，讀寫鎖由sync.RWMutex類型的值代表。與sync.Mutex類型一樣，也是開箱即用。

一個讀寫鎖中，實際包含兩個鎖，即：讀鎖和寫鎖。

sync.RWMutex類型中的Lock方法和Unlock方法分別用于對寫鎖進行鎖定和解鎖，而它的RLock方法和RUnlock方法則分別用于對讀鎖進行鎖定和解鎖。

（2）讀寫鎖規則

• 在寫鎖已被鎖定的情況下再試圖鎖定寫鎖，會阻塞當前的 goroutine。
• 在寫鎖已被鎖定的情況下試圖鎖定讀鎖，也會阻塞當前的 goroutine。
• 在讀鎖已被鎖定的情況下試圖鎖定寫鎖，同樣會阻塞當前的 goroutine。
• 在讀鎖已被鎖定的情況下再試圖鎖定讀鎖，并不會阻塞當前的 goroutine。

多個寫操作不能同時進行，寫操作和讀操作也不能同時進行，但多個讀操作卻可以同時進行。

（3）解鎖讀寫鎖

對寫鎖進行解鎖，會喚醒“所有因試圖鎖定讀鎖，而被阻塞的 goroutine”，并且，這通常會使它們都成功完成對讀鎖的鎖定。

對讀鎖進行解鎖，只會在沒有其他讀鎖鎖定的前提下，喚醒“因試圖鎖定寫鎖，而被阻塞的 goroutine”；并且，最終只會有一個被喚醒的 goroutine 能夠成功完成對寫鎖的鎖定，其他的 goroutine 還要在原處繼續等待。至于是哪一個 goroutine，那就要看誰的等待時間最長了。

與互斥鎖類似，解鎖“讀寫鎖中未被鎖定的寫鎖”，會立即引發 panic，對于其中的讀鎖也是如此，并且同樣是不可恢復的。，與互斥鎖類似，解鎖“讀寫鎖中未被鎖定的寫鎖”，會立即引發 panic，對于其中的讀鎖也是如此，并且同樣是不可恢復的。