一篇学会 Go 的 TryLock 实现

在并发编程中，篇学为了避免多线程同时读写共享资源，篇学我们需要互斥。篇学Go 标准库提供了互斥锁 sync.Mutex ，篇学通过加锁 Lock() 方法和解锁 Unlock() 方法达到对共享资源的篇学并发控制。

在之前的篇学设计中，当锁被占有，篇学其他 goroutine 尝试获取锁时会被阻塞。篇学这种方式当然是篇学合理的，但是篇学在某些情况下，或许我们希望在获取锁失败时，篇学并不想停止执行，篇学而是篇学可以进入其他的逻辑。

在 Go 1.18 中，篇学为 sync.Mutex 新增了一个新的篇学方法 TryLock()，它是一种非阻塞模式的取锁操作。当调用 TryLock() 时，该函数仅简单地返回 true 或者 false，代表是否加锁成功。

有了 TryLock 的存在，我们就可以由这样的代码：

m.Lock()

// 阻塞等待加锁成功后的云服务器逻辑

转变成这样的逻辑

if m.TryLock(){

// 加锁成功的逻辑

}else {

// 加锁失败的逻辑

}

在Go精妙的互斥锁设计一文中，我们详细分析过互斥锁的设计，其代码轻量简洁，通过巧妙的位运算，仅仅采用 state 一个字段就实现了四个字段的效果，非常之精彩，建议感兴趣的读者一读。

而 TryLock() 的实现更加简单。

func (m *Mutex) TryLock() bool {

old := m.state

if old&(mutexLocked|mutexStarving) != 0 {

return false

}

// There may be a goroutine waiting for the mutex, but we are

// running now and can try to grab the mutex before that

// goroutine wakes up.

if !atomic.CompareAndSwapInt32(&m.state, old, old|mutexLocked) {

return false

}

if race.Enabled {

race.Acquire(unsafe.Pointer(m))

}

return true

}

当锁被其他 goroutine 占有，或者当前锁正处于饥饿模式，它将立即返回 false。

func (m *Mutex) Lock() {

// Fast path: grab unlocked mutex.

if atomic.CompareAndSwapInt32(&m.state, 0, mutexLocked) {

if race.Enabled {

race.Acquire(unsafe.Pointer(m))

}

return

}

// Slow path (outlined so that the fast path can be inlined)

m.lockSlow()

}

而当锁可用时，TryLock() 会采用与 Lock() 方法一样的方式去尝试获取锁。但在获取失败时，与 Lock() 将不一样，它不会自旋或者阻塞。这是一个完全的非阻塞获取方式。

正如 TryLock() 方法的注释一样，它的应用场景并不常见，服务器租用并且也不被鼓励使用。

// Note that while correct uses of TryLock do exist, they are rare,

// and use of TryLock is often a sign of a deeper problem

// in a particular use of mutexes.

在当前 Go1.18 标准库源码中，与 Lock() 方法被大量内部使用而截然不同的是，并没有找到一处使用 TryLock() 的地方，仅仅在测试文件 mutex_test.go 中，有找到该方法的新增测试用例。

这里贴一个 TryLock 的使用场景讨论：https://stackoverflow.com/questions/41788074/use-case-for-lock-trylock

另外，在开源社区已经有不少 Go 的 TryLock 实现库。它们基于 sync.Mutex 通过 CAS 操作和 unsafe 指针实现 ;或者利用 channel 实现。

但是这些库都不能竞态检测。因此，官方支持实现 TryLock 是必要的，避免 TryLock 被滥用。且由于可以集成竞态检测，相较于三方库实现，有利于开发者发现问题。

从 2012 年开始，实际上很早就有关于 Go 增加 TryLock 的 issue 讨论，但是直到 Go 1.18 才被增加。这其中很大一部分原因是，并没有合理的源码库案例值得添加 TryLock。

Go Team 的负责人 rsc 之前提出的反对意见：TryLock 会鼓励开发者对锁进行不精确的思考，并最终导致竞态问题。

另外，Go 1.18 除了为互斥锁 sync.Mutex 新增了 TryLoc() 方法外，也为读写锁 sync.RWMutex 新增了相应的 TryRLock() 和 TryLock() 方法。

正如新增的这三个方法的注释，虽然使用它们的情况存在，但很少见，使用需谨慎。