Go中的Mutex 互斥锁

在Go语言中，Mutex是一种互斥锁，用于保护临界区。当一个goroutine占用Mutex时，其他goroutine必须等待该goroutine释放Mutex才能继续执行。Mutex的零值是未锁定的Mutex。在Go中，Mutex的实现使用了一些位运算技巧，以实现高效且公平的锁定和解锁。

mutex := &sync.Mutex{}是一个创建Mutex的语句。其中**&sync.Mutex{}是一个Mutex类型的零值，即未锁定的Mutex**。在使用Mutex时，需要先通过Lock()方法锁定Mutex，再通过Unlock()释放Mutex。

Mutex的源码中有以下几个重要部分：

• Mutex的定义：Mutex是一个结构体，包含两个字段，一个是state，一个是sema。其中state是一个int32类型的标志位，用于记录Mutex的状态，sema是一个uint32类型的信号量，用于阻塞等待Mutex的goroutine。
• Mutex的状态标志：Mutex的状态标志使用了位运算技巧，包括mutexLocked、mutexWoken、mutexStarving和mutexWaiterShift四个标志位。其中mutexLocked表示Mutex是否被锁定，mutexWoken表示是否有等待Mutex的goroutine被唤醒，mutexStarving表示Mutex是否处于饥饿状态，mutexWaiterShift表示等待Mutex的goroutine数量的位移量。
• Mutex的锁定和解锁：Mutex的锁定和解锁使用了CAS操作和信号量机制。当一个goroutine要锁定Mutex时，会先尝试使用CAS操作将Mutex的state标志位的mutexLocked位置为1，如果CAS操作成功，则表示该goroutine成功获得了Mutex。如果CAS操作失败，则说明Mutex已被其他goroutine占用，当前goroutine需要阻塞等待。当一个goroutine要解锁Mutex时，会先尝试使用CAS操作将Mutex的state标志位的mutexLocked位置为0，如果CAS操作成功，则表示该goroutine成功释放了Mutex。如果CAS操作失败，则说明还有其他goroutine正在等待Mutex，当前goroutine需要唤醒其中一个等待的goroutine。

以下是Mutex的锁定和解锁的示例代码：

mutex := &sync.Mutex{} // 创建Mutex
mutex.Lock()           // 锁定Mutex
// 在Mutex保护的临界区内做一些操作
mutex.Unlock()         // 解锁Mutex