可重入锁

大家好，我是煎鱼。

程序里的锁，是很多小伙伴在写分布式应用时用的最多的一个利器之一。

使用 Go 的同学里，绝大部分都有其他语言的经验，就会对其中一点有疑惑，那就是 Go 里的锁，竟然不支持可重入？

为此，今天煎鱼带大家一起来了解这里的设计考量，看看为什么。

锁场景

如果对已经上锁的普通互斥锁进行 “加锁” 操作，其结果要么失败，要么会阻塞至解锁。

锁的场景如下：

在加锁上：如果是可重入互斥锁，当前尝试加锁的线程如果就是持有该锁的线程时，加锁操作就会成功。
在解锁上：可重入互斥锁一般都会记录被加锁的次数，只有执行相同次数的解锁操作才会真正解锁。

简单来讲，可重入互斥锁是互斥锁的一种，同一线程对其多次加锁不会产生死锁，又或是导致阻塞。

不同语言间实现可能或多或少有些区别，但大体意思差不多。

请你想一下，Go 是怎么样的呢？

Go 支持情况

我们看到以下这个 Go 互斥锁例子：

var mu sync.Mutex

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

这段 Go 程序会阻塞吗？不会，会报以下错误：

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

Go 显然是不支持可重入互斥锁的。

官方回复

Go 设计原则

在工程中使用互斥的根本原因是：为了保护不变量，也可以用于保护内、外部的不变量。

基于此，Go 在互斥锁设计上会遵守这几个原则。如下：

在调用 mutex.Lock 方法时，要保证这些变量的不变性保持，不会在后续的过程中被破坏。
在调用 mu.Unlock 方法时，要保证：
- 程序不再需要依赖那些不变量。
- 如果程序在互斥锁加锁期间破坏了它们，则需要确保已经恢复了它们。

不支持的原因

讲了 Go 自己的设计原则后，那为什么不支持可重入呢？

其实 Russ Cox 于 2010 年在《Experimenting with GO》就给出了答复，认为递归（又称：重入）互斥是个坏主意，这个设计并不好。

我们可以结合官方的例子来理解。

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()
}

在上述代码中，我们在 F 方法中调用 mu.Lock 方法加上了锁。如果支持可重入锁，接着就会进入到 G 方法中。

此时就会有一个致命的问题，你不知道 F 和 G 方法加锁后是不是做了什么事情，从而导致破坏了不变量，毕竟随手起几个协程做点坏事，也是完全可能的。

这对于 Go 是无法接受的，可重入的设计违反了前面所提到的设计理念，也就是：“要保证这些变量的不变性保持，不会在后续的过程中被破坏”。

基于上述原因，Go 官方团队选择了没有支持该项特性。

总结

Go 互斥锁没有支持可重入锁的设计，也是喜欢的大道至简的思路了，可能的干扰比较多，不如直接简单的来。

你在工作过程中有没有类似的疑惑呢？