Go 為什麼不支援可重入鎖？

煎魚發表於2021-12-21
Go

大家好，我是煎魚。

程式裡的鎖，是很多小夥伴在寫分散式應用時用的最多的一個利器之一。

使用 Go 的同學裡，絕大部分都有其他語言的經驗，就會對其中一點有疑惑，那就是 Go 裡的鎖，竟然不支援可重入？

為此，今天煎魚帶大家一起來了解這裡的設計考量，看看為什麼。

可重入鎖

如果對已經上鎖的普通互斥鎖進行 “加鎖” 操作，其結果要麼失敗，要麼會阻塞至解鎖。

鎖的場景如下：

  • 在加鎖上：如果是可重入互斥鎖，當前嘗試加鎖的執行緒如果就是持有該鎖的執行緒時，加鎖操作就會成功。
  • 在解鎖上：可重入互斥鎖一般都會記錄被加鎖的次數，只有執行相同次數的解鎖操作才會真正解鎖。

簡單來講，可重入互斥鎖是互斥鎖的一種，同一執行緒對其多次加鎖不會產生死鎖，又或是導致阻塞。

不同語言間實現可能或多或少有些區別，但大體意思差不多。

請你想一下，Go 是怎麼樣的呢？

Go 支援情況

我們看到以下這個 Go 互斥鎖例子：

var mu sync.Mutex

func main() {
    mu.Lock()
    mu.Lock()
}

這段 Go 程式會阻塞嗎？不會，會報以下錯誤：

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

Go 顯然是不支援可重入互斥鎖的。

官方回覆

Go 設計原則

在工程中使用互斥的根本原因是：為了保護不變數，也可以用於保護內、外部的不變數。

基於此，Go 在互斥鎖設計上會遵守這幾個原則。如下：

  • 在呼叫 mutex.Lock 方法時，要保證這些變數的不變性保持，不會在後續的過程中被破壞。

  • 在呼叫 mu.Unlock 方法時，要保證：

    • 程式不再需要依賴那些不變數。
    • 如果程式在互斥鎖加鎖期間破壞了它們，則需要確保已經恢復了它們。

不支援的原因

講了 Go 自己的設計原則後，那為什麼不支援可重入呢？

其實 Russ Cox 於 2010 年在《Experimenting with GO》就給出了答覆，認為遞迴（又稱：重入）互斥是個壞主意，這個設計並不好。

我們可以結合官方的例子來理解。

如下：

func F() {
        mu.Lock()
        ... do some stuff ...
        G()
        ... do some more stuff ...
        mu.Unlock()
}

func G() {
        mu.Lock()
        ... do some stuff ...
        mu.Unlock()
}

在上述程式碼中，我們在 F 方法中呼叫 mu.Lock 方法加上了鎖。如果支援可重入鎖，接著就會進入到 G 方法中。

此時就會有一個致命的問題，你不知道 F 和 G 方法加鎖後是不是做了什麼事情，從而導致破壞了不變數，畢竟隨手起幾個協程做點壞事，也是完全可能的。

這對於 Go 是無法接受的，可重入的設計違反了前面所提到的設計理念，也就是：“要保證這些變數的不變性保持，不會在後續的過程中被破壞”。

基於上述原因，Go 官方團隊選擇了沒有支援該項特性。

總結

Go 互斥鎖沒有支援可重入鎖的設計，也是喜歡的大道至簡的思路了，可能的干擾比較多，不如直接簡單的來。

你在工作過程中有沒有類似的疑惑呢，歡迎大家在評論區留言和交流：）

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