5.Go 可重入锁如何实现？

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概念

可重入锁又称为递归锁，是指在同一个线程在外层方法获取锁的时候，在进入该线程的内层方法时会自动获取锁，不会因为之前已经获取过还没释放再次加锁导致死锁

为什么Go语言中没有可重入锁？

Mutex 不是可重入的锁。Mutex 的实现中没有记录哪个 goroutine 拥有这把锁。理论上，任何 goroutine 都可以随意地 Unlock 这把锁，所以没办法计算重入条件，并且Mutex 重复Lock会导致死锁。

如何实现可重入锁？

实现一个可重入锁需要这两点：

• 记住持有锁的线程
• 统计重入的次数

package main

import (
    "bytes"
    "fmt"
    "runtime"
    "strconv"
    "sync"
    "sync/atomic"
)

type ReentrantLock struct {
    sync.Mutex
    recursion int32 // 这个goroutine 重入的次数
    owner     int64 // 当前持有锁的goroutine id
}

// Get returns the id of the current goroutine.
func GetGoroutineID() int64 {
    var buf [64]byte
    var s = buf[:runtime.Stack(buf[:], false)]
    s = s[len("goroutine "):]
    s = s[:bytes.IndexByte(s, ' ')]
    gid, _ := strconv.ParseInt(string(s), 10, 64)
    return gid
}

func NewReentrantLock() sync.Locker {
    res := &ReentrantLock{
        Mutex:     sync.Mutex{},
        recursion: 0,
        owner:     0,
    }
    return res
}

// ReentrantMutex 包装一个Mutex,实现可重入
type ReentrantMutex struct {
    sync.Mutex
    owner     int64 // 当前持有锁的goroutine id
    recursion int32 // 这个goroutine 重入的次数
}

func (m *ReentrantMutex) Lock() {
    gid := GetGoroutineID()
    // 如果当前持有锁的goroutine就是这次调用的goroutine,说明是重入
    if atomic.LoadInt64(&m.owner) == gid {
        m.recursion++
        return
    }
    m.Mutex.Lock()
    // 获得锁的goroutine第一次调用，记录下它的goroutine id,调用次数加1
    atomic.StoreInt64(&m.owner, gid)
    m.recursion = 1
}

func (m *ReentrantMutex) Unlock() {
    gid := GetGoroutineID()
    // 非持有锁的goroutine尝试释放锁，错误的使用
    if atomic.LoadInt64(&m.owner) != gid {
        panic(fmt.Sprintf("wrong the owner(%d): %d!", m.owner, gid))
    }
    // 调用次数减1
    m.recursion--
    if m.recursion != 0 { // 如果这个goroutine还没有完全释放，则直接返回
        return
    }
    // 此goroutine最后一次调用，需要释放锁
    atomic.StoreInt64(&m.owner, -1)
    m.Mutex.Unlock()
}

func main() {
    var mutex = &ReentrantMutex{}
    mutex.Lock()
    mutex.Lock()
    fmt.Println(111)
    mutex.Unlock()
    mutex.Unlock()
}