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Golang面试题:Mutex 正常模式和饥饿模式

1、Mutex 几种状态

  • mutexLocked —表示互斥锁的锁定状态;
  • mutexWoken —表示从正常模式被从唤醒;
  • mutexStarving —当前的互斥锁进入饥饿状态;
  • waitersCount —当前互斥锁上等待的 Goroutine 个数;

2、Mutex 正常模式和饥饿模式

正常模式(非公平锁)

正常模式下,所有等待锁的 goroutine 按照 FIFO(先进先出)顺序等待。唤醒的 goroutine 不会直接拥有锁,而是会 和新请求锁的 goroutine 竞争锁的拥有。新请求锁的 goroutine 具有优势:它正在 CPU上执行,而且可能有好几 个,所以刚刚唤醒的 goroutine 有很大可能在锁竞争中失败。在这种情况下,这个被 唤醒的 goroutine 会加入到等待队列的前面。如果一个等待的 goroutine 超过1ms没有获取锁,那么它将会把锁转 变为饥饿模式。

饥饿模式(公平锁)

为了解决了等待 G队列的⻓尾问题 饥饿模式下,直接由 unlock 把锁交给等待队列中排在第一位的 G(队头),同时,饥饿模式下,新进来的 G不会参与 抢锁也不会进入自旋状态,会直接进入等待队列的尾部,这样很好的解决了老的 g 一直抢不到锁的场景。饥饿模式 的触发条件,当一个 G等待锁时间超过1 毫秒时,或者当前队列只剩下一个 g 的时候,Mutex切换到饥饿模式。

总结

对于两种模式,正常模式下的性能是最好的,goroutine 可以连续多次获取锁,饥饿模式解决了取锁公平的问题, 但是性能会下降,其实是性能和公平的一个平衡模式。

3、Mutex 允许自旋的条件

  1. 锁已被占用,并且锁不处于饥饿模式。
  2. 积累的自旋次数小于最大自旋次数(active_spin=4)。
  3. cpu 核数大于1。
  4. 有空闲的 P。
  5. 当前 goroutine 所挂载的 P下,本地待运行队列为空。