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go中runtime包里面的mutex是什么?runtime.mutex解析

其实在看go源码的时候,发现除了sync包里有个mutex以外,runtime包里也有一个mutex,这个mutex在runtime很多地方都在用。

 这个runtime包里面的mutex的结构如下:

目录: /runtime/runtime2.go

代码:

type mutex struct {lockRankStructkey uintptr
}

可以看到他有两个成员,一个是lockRankStruct,一个是key。

先看下lockRankStruct

lockRankStruct 这个结构体是个空的结构体,在网上有大佬这样描述:

lockRankStruct提供了一种运行时的静态锁排名的机制。静态锁排名会建立文件化的锁之间的总排序顺序,如果违反总的排序,则会报错。只要锁排序是按照文档设计的顺序,锁排序死锁就不会发生。如果要做Go运行时使用这个机制,你需要设置GOEXPERIMENT=staticlockranking。 默认未开启,此时lockRanStruct是一个空结构体。lockWithRank()等效于lock()

啥意思啊?按照文档设计顺序,文档是啥,文档顺序是啥?

其实这里是一种非常机翻的说法,他其实说的是在go的配置中启动GOEXPERIMENT=staticlockranking,就会按照一定的顺序检查锁,如果锁不是按照这个顺序进行了,就会出现死锁的情况,那么就会抛出throw(在runtime包内部很多错误是throw,不是panic,throw方法并没有暴露给用户使用,用户只能用recover接panic,也就说用户无法处理throw错误,项目会直接崩掉)

那这个顺序是哪来的?

这个顺序其实是已经规定好的,当然是go语言的开发人员提交的,提交这个changes的地址是https://go-review.googlesource.com/c/go/+/207619

他这个顺序其实是一个map,一个已经规定好的map,lockPartialOrder,位置是runtime包中的lockrank.go

var lockPartialOrder [][]lockRank = [][]lockRank{lockRankSysmon:         {},lockRankScavenge:       {lockRankSysmon},lockRankForcegc:        {lockRankSysmon},lockRankDefer:          {},lockRankSweepWaiters:   {},lockRankAssistQueue:    {},lockRankSweep:          {},lockRankPollDesc:       {},lockRankCpuprof:        {},lockRankSched:          {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof},lockRankAllg:           {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched},lockRankAllp:           {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched},lockRankTimers:         {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllp, lockRankTimers},lockRankNetpollInit:    {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllp, lockRankTimers},lockRankHchan:          {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankSweep, lockRankHchan},lockRankNotifyList:     {},lockRankSudog:          {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankSweep, lockRankHchan, lockRankNotifyList},lockRankRwmutexW:       {},lockRankRwmutexR:       {lockRankSysmon, lockRankRwmutexW},lockRankRoot:           {},lockRankItab:           {},lockRankReflectOffs:    {lockRankItab},lockRankUserArenaState: {},lockRankTraceBuf:       {lockRankSysmon, lockRankScavenge},lockRankTraceStrings:   {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankTraceBuf},lockRankFin:            {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings},lockRankGcBitsArenas:   {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings},lockRankMheapSpecial:   {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings},lockRankMspanSpecial:   {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings},lockRankSpanSetSpine:   {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings},lockRankProfInsert:     {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings},lockRankProfBlock:      {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings},lockRankProfMemActive:  {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings},lockRankProfMemFuture:  {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings, lockRankProfMemActive},lockRankGscan:          {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankNetpollInit, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankRoot, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings, lockRankFin, lockRankGcBitsArenas, lockRankSpanSetSpine, lockRankProfInsert, lockRankProfBlock, lockRankProfMemActive, lockRankProfMemFuture},lockRankStackpool:      {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankNetpollInit, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankRwmutexW, lockRankRwmutexR, lockRankRoot, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings, lockRankFin, lockRankGcBitsArenas, lockRankSpanSetSpine, lockRankProfInsert, lockRankProfBlock, lockRankProfMemActive, lockRankProfMemFuture, lockRankGscan},lockRankStackLarge:     {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankNetpollInit, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankRoot, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings, lockRankFin, lockRankGcBitsArenas, lockRankSpanSetSpine, lockRankProfInsert, lockRankProfBlock, lockRankProfMemActive, lockRankProfMemFuture, lockRankGscan},lockRankHchanLeaf:      {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankNetpollInit, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankRoot, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings, lockRankFin, lockRankGcBitsArenas, lockRankSpanSetSpine, lockRankProfInsert, lockRankProfBlock, lockRankProfMemActive, lockRankProfMemFuture, lockRankGscan, lockRankHchanLeaf},lockRankWbufSpans:      {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankDefer, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankNetpollInit, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankSudog, lockRankRoot, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings, lockRankFin, lockRankGcBitsArenas, lockRankMspanSpecial, lockRankSpanSetSpine, lockRankProfInsert, lockRankProfBlock, lockRankProfMemActive, lockRankProfMemFuture, lockRankGscan},lockRankMheap:          {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankDefer, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankNetpollInit, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankSudog, lockRankRwmutexW, lockRankRwmutexR, lockRankRoot, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings, lockRankFin, lockRankGcBitsArenas, lockRankMspanSpecial, lockRankSpanSetSpine, lockRankProfInsert, lockRankProfBlock, lockRankProfMemActive, lockRankProfMemFuture, lockRankGscan, lockRankStackpool, lockRankStackLarge, lockRankWbufSpans},lockRankGlobalAlloc:    {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankDefer, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankNetpollInit, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankSudog, lockRankRwmutexW, lockRankRwmutexR, lockRankRoot, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings, lockRankFin, lockRankGcBitsArenas, lockRankMheapSpecial, lockRankMspanSpecial, lockRankSpanSetSpine, lockRankProfInsert, lockRankProfBlock, lockRankProfMemActive, lockRankProfMemFuture, lockRankGscan, lockRankStackpool, lockRankStackLarge, lockRankWbufSpans, lockRankMheap},lockRankTrace:          {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankDefer, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankNetpollInit, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankSudog, lockRankRwmutexW, lockRankRwmutexR, lockRankRoot, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings, lockRankFin, lockRankGcBitsArenas, lockRankMspanSpecial, lockRankSpanSetSpine, lockRankProfInsert, lockRankProfBlock, lockRankProfMemActive, lockRankProfMemFuture, lockRankGscan, lockRankStackpool, lockRankStackLarge, lockRankWbufSpans, lockRankMheap},lockRankTraceStackTab:  {lockRankSysmon, lockRankScavenge, lockRankForcegc, lockRankDefer, lockRankSweepWaiters, lockRankAssistQueue, lockRankSweep, lockRankPollDesc, lockRankCpuprof, lockRankSched, lockRankAllg, lockRankAllp, lockRankTimers, lockRankNetpollInit, lockRankHchan, lockRankNotifyList, lockRankSudog, lockRankRwmutexW, lockRankRwmutexR, lockRankRoot, lockRankItab, lockRankReflectOffs, lockRankUserArenaState, lockRankTraceBuf, lockRankTraceStrings, lockRankFin, lockRankGcBitsArenas, lockRankMspanSpecial, lockRankSpanSetSpine, lockRankProfInsert, lockRankProfBlock, lockRankProfMemActive, lockRankProfMemFuture, lockRankGscan, lockRankStackpool, lockRankStackLarge, lockRankWbufSpans, lockRankMheap, lockRankTrace},lockRankPanic:          {},lockRankDeadlock:       {lockRankPanic, lockRankDeadlock},
}

其实这玩意称之为“文档”多少有点不太直观,但是你知道是什么意思就行,不必纠结这个命名,很多命名有一定的历史因素或者直译不够信雅达,追求这个考古结果太浪费时间

那这个顺序是怎么验证的?

其实验证这个顺序的方法也不复杂,就在runtime/lockrank_on.go文件里的checkRanks方法里

func checkRanks(gp *g, prevRank, rank lockRank) {rankOK := falseif rank < prevRank {// If rank < prevRank, then we definitely have a rank errorrankOK = false} else if rank == lockRankLeafRank {// If new lock is a leaf lock, then the preceding lock can// be anything except another leaf lock.rankOK = prevRank < lockRankLeafRank} else {// We've now verified the total lock ranking, but we// also enforce the partial ordering specified by// lockPartialOrder as well. Two locks with the same rank// can only be acquired at the same time if explicitly// listed in the lockPartialOrder table.list := lockPartialOrder[rank]for _, entry := range list {if entry == prevRank {rankOK = truebreak}}}if !rankOK {printlock()println(gp.m.procid, " ======")printHeldLocks(gp)throw("lock ordering problem")}
}

不知道这个有啥影响么?

没有,不开启GOEXPERIMENT=staticlockranking 都不用关心这个问题,不看源码甚至不知道这个玩意,不必太在意,看到了当个乐子就行


再看下key:

key的实现方式有两种

runtime/lock_futex.go 文件里的futex实现

//go:build dragonfly || freebsd || linux

主要是dragonfly,FreeBSD,linux 系统;

另一个就是 runtime/lock_sema.go 文件里的 sema实现

//go:build aix || darwin || netbsd || openbsd || plan9 || solaris || windows

主要是 aix , darwin , netbsd , openbsd , plan9 , solaris , windows系统

但是实现起来也是大差不差的。

以linux的为例,毕竟日常开发还是linux的项目比较多。

首先,锁的状态有三种

const (mutex_unlocked = 0mutex_locked   = 1mutex_sleeping = 2
  • mutex_unlocked = 没有锁   
  • mutex_locked = 锁了 
  • mutex_sleeping = 表示有线程调用futexsleep阻塞了

然后看lock方法,这个是获取锁的方法

func lock2(l *mutex) {// 获取当前运行该方法的协程Ggp := getg()// 锁都是负数了,出问题了,报错,throw扔出去if gp.m.locks < 0 {throw("runtime·lock: lock count")}// 当前协程G绑定的M上的lock计数+1,不懂的去看GMP结构gp.m.locks++// 资源比较空闲时候,第一次请求锁就成功了,直接返回,表示获取锁成功// Xchg直接交换值,没有CAS操作,Xchg比较简单,理论上更快,Cas还要做值对比,Xchg更适合去抢锁v := atomic.Xchg(key32(&l.key), mutex_locked)if v == mutex_unlocked {return}// 大部分情况下,你获取是失败的,毕竟加锁的场景就是高并发引起的冲突,不然你加个毛的锁// 当v是mutex_unlock和mutex_sleeping的时候,也就说加锁没有成功// 修改名称把状态改成wait——等待wait := v// 自旋次数,如果ncpu也就是cpu核心数大于1,说明是多核cpu,那么就自旋等待下,active_spin实际上是4,那就是自旋4次,至于为什么是4,我没深究spin := 0if ncpu > 1 {// spin是spinning的意思“旋转的”,你打红警的时候盖特机炮的台词就有spinspin = active_spin}for {// 尝试获取锁for i := 0; i < spin; i++ {for l.key == mutex_unlocked {// Cas操作,获取锁。这里的wait的值第一次是上面传入的,第二次则是从for循环末尾拿到的if atomic.Cas(key32(&l.key), mutex_unlocked, wait) {return}}// 这个方法其实是底层调用了CPU的PAUSE指令,意在优化自旋等待的效率,主要是针对赛扬和志强cpu的procyield(active_spin_cnt)}// passive_spin = 1,passive -- 被动的,被动自旋,就是说上面4次自旋都没拿到,再给你一次机会,让你再获取一次锁,所以整个获取锁的自旋次数是 4 + 1for i := 0; i < passive_spin; i++ {for l.key == mutex_unlocked {// 同样的CAS操作获取锁if atomic.Cas(key32(&l.key), mutex_unlocked, wait) {return}}// 让出cpuosyield()}// 切换锁的状态为sleeping,xchg返回原来的值v = atomic.Xchg(key32(&l.key), mutex_sleeping)// 如果原来的值是mutex_unlocked,也就说无锁,那么mutex_sleeping 本身就算拿到锁了if v == mutex_unlocked {return}// 重新设定wait值为mutex_sleeping为下次循环做准备wait = mutex_sleeping// futexsleep调用futex函数进入睡眠。futexsleep(key32(&l.key), mutex_sleeping, -1)}
}

最后看unlock方法,这个是解锁的方法

func unlock2(l *mutex) {// 设置 l.key = mutex_unlocked。v是旧值v := atomic.Xchg(key32(&l.key), mutex_unlocked)// 如果已经是unlocked 你还执行解锁,那么就抛出throw异常if v == mutex_unlocked {throw("unlock of unlocked lock")}// 如果旧状态是sleeping,说明已经有其他协程在等待这个锁,处于sleep状态,这时候解锁的时候,要把那个sleep的协程唤醒if v == mutex_sleeping {// 执行futexwakeupfutexwakeup(key32(&l.key), 1)}// 获取当前的goroutinegp := getg()// 当前g所属的M的锁计数器减一gp.m.locks--if gp.m.locks < 0 {throw("runtime·unlock: lock count")}// m所有的锁已经释放且g本身的preempt位在解锁(unlock)之前就被被标记为true,说明该g可以被抢占了if gp.m.locks == 0 && gp.preempt { // 既然需要被抢占,那么就要设置stackguard0位置为stackPreempt,手动标记为需要检查栈溢出,当调度器检查到栈溢出的时候会根据Goroutine的标记进行相应处理,这里就是减产preempt并执行抢占gp.stackguard0 = stackPreempt}
}

大致就是这样了

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Xen Server服务器释放磁盘空间

disk.sh #!/bin/bashcd /run/sr-mount/e54f0646-ae11-0457-b64f-eba4673b824c # 全部虚拟机物理磁盘文件存储 a$(ls -l | awk {print $NF} | cut -d. -f1) # 使用中的虚拟机物理磁盘文件 b$(xe vm-disk-list --multiple | grep uuid | awk {print $NF})printf "%s\n"…...

智能AI电话机器人系统的识别能力现状与发展水平

一、引言 随着人工智能技术的飞速发展&#xff0c;AI电话机器人系统已经从简单的自动应答工具演变为具备复杂交互能力的智能助手。这类系统结合了语音识别、自然语言处理、情感计算和机器学习等多项前沿技术&#xff0c;在客户服务、营销推广、信息查询等领域发挥着越来越重要…...