Go语言并发编程入门（sync.Mutex互斥锁实现线程安全详解）

什么是 sync.Mutex？

sync.Mutex 是 Go 语言中用于保护共享资源不被多个 goroutine 同时修改的同步原语。它提供两个方法：

• Lock()：获取锁。如果锁已被其他 goroutine 持有，则当前 goroutine 会阻塞，直到锁被释放。
• Unlock()：释放锁，允许其他等待的 goroutine 获取该锁。

一个不安全的并发示例

我们先看一个没有使用互斥锁的反面例子：

package mainimport (    "fmt"    "sync")var counter intfunc main() {    var wg sync.WaitGroup    for i := 0; i < 1000; i++ {        wg.Add(1)        go func() {            defer wg.Done()            counter++ // 多个 goroutine 同时修改 counter，存在数据竞争！        }()    }    wg.Wait()    fmt.Println("Final counter:", counter) // 结果通常小于 1000}

运行这段代码，你会发现输出结果往往不是 1000，而是某个小于 1000 的数字。这是因为多个 goroutine 同时读取和写入 counter，导致某些自增操作被覆盖——这就是典型的数据竞争问题。

使用 sync.Mutex 实现线程安全

现在，我们引入 sync.Mutex 来保护对 counter 的访问：

package mainimport (    "fmt"    "sync")var (    counter int    mu     sync.Mutex // 定义一个互斥锁)func main() {    var wg sync.WaitGroup    for i := 0; i < 1000; i++ {        wg.Add(1)        go func() {            defer wg.Done()            mu.Lock()   // 获取锁            counter++   // 安全地修改共享变量            mu.Unlock() // 释放锁        }()    }    wg.Wait()    fmt.Println("Final counter:", counter) // 输出一定是 1000}

这次，无论运行多少次，结果都是 1000！因为 mu.Lock() 和 mu.Unlock() 之间的代码构成了一个临界区，确保同一时刻只有一个 goroutine 能执行 counter++。

最佳实践与注意事项

1. 及时释放锁：务必在获取锁后，在适当位置调用 Unlock()。推荐使用 defer mu.Unlock()，避免因 panic 或提前 return 导致死锁。
2. 不要复制 Mutex：sync.Mutex 是不可复制的类型。将其作为结构体字段时，应使用指针或确保结构体不被复制。
3. 锁的粒度要合理：锁住的代码越少越好，以减少 goroutine 阻塞时间，提高并发性能。
4. 避免死锁：不要在已持有锁的情况下再次调用 Lock()（除非使用 sync.RWMutex 或可重入锁，但 Go 默认 Mutex 不可重入）。

总结

在 Go语言 并发编程中，sync.Mutex 是实现线程安全最基础也最重要的工具之一。通过合理使用互斥锁，我们可以有效防止数据竞争，确保程序在高并发环境下的正确性。

记住：**共享内存 + 并发 = 需要同步机制**。而 sync.Mutex 正是你在 Go 中守护共享资源的第一道防线。

希望这篇教程能帮助你理解 sync.Mutex 互斥锁 的基本用法。动手试试吧！