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Go從defer關(guān)鍵字到鎖用法實(shí)例demo

更新時(shí)間：2026年06月04日 08:31:42 作者：代碼N年歸來仍是新手村成員

在Go語言中,defer語句用于延遲執(zhí)行一個(gè)函數(shù)或方法,直到包含它的函數(shù)執(zhí)行完畢時(shí)才執(zhí)行,這篇文章主要介紹了Go從defer關(guān)鍵字到鎖用法的相關(guān)資料,文中通過代碼介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下

代碼片

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)

var studentLocks = make(map[string]*sync.Mutex)
var lockForMap sync.Mutex

func getStudentLock(studentId string) *sync.Mutex {
	lockForMap.Lock()
	fmt.Printf("[%s] Locking map \n", studentId)

	defer func() {
		lockForMap.Unlock()
		fmt.Printf("[%s] Unlocking map \n", studentId)
	}()

	if _, ok := studentLocks[studentId]; !ok {
		studentLocks[studentId] = &sync.Mutex{}
	}

	return studentLocks[studentId]
}

func GetStudentData(studentId string, cache map[string]string) (string, error) {
	//cache check
	data, found := cache[studentId]

	if found {
		fmt.Printf("[%s]  Cache HIT \n", studentId)
		return data, nil
	}

	fmt.Printf("[%s]  Cache MISS. Preparing to lock... \n", studentId)

	//lock
	mutex := getStudentLock(studentId)
	fmt.Printf("[%s]  Acquiring lock... \n", studentId)
	mutex.Lock()

	defer func() {
		fmt.Printf("[%s]  Unlocking lock... \n", studentId)
		mutex.Unlock()
	}()

	fmt.Printf("[%s]  Lock acquired \n", studentId)

	//2nd cache check
	//another goroutine might have populated it while we were waiting for the lock
	data, found = cache[studentId]
	if found {
		fmt.Printf("[%s]  Double-Check Cache HIT \n", studentId)
		return data, nil
	}

	//fetch from storage
	fmt.Printf("[%s]  Double-Check Cache MISS. Preparing to lock... \n", studentId)
	time.Sleep(1 * time.Second)
	dataFromStorage := fmt.Sprintf("Data for %s from storage \n", studentId)

	//set to cache
	cache[studentId] = dataFromStorage
	fmt.Printf("[%s] Data stored in cache \n", studentId)
	return data, nil
}

func main() {
	sharedCache := make(map[string]string)

	var wg sync.WaitGroup
	wg.Add(2)

	go func() {
		defer wg.Done()
		GetStudentData("student-123", sharedCache)
	}()

	go func() {
		defer wg.Done()
		GetStudentData("student-123", sharedCache)
	}()

	wg.Wait()
}

執(zhí)行結(jié)果

 ./main                  
[student-123]  Cache MISS. Preparing to lock... 
[student-123] Locking map 
[student-123] Unlocking map 
[student-123]  Acquiring lock... 
[student-123]  Lock acquired 
[student-123]  DCL Cache MISS. Preparing to lock... 
[student-123]  Cache MISS. Preparing to lock... 
[student-123] Locking map 
[student-123] Unlocking map 
[student-123]  Acquiring lock... 
[student-123] Data stored in cache 
[student-123]  Unlocking lock... 
[student-123]  Lock acquired 
[student-123]  DCL Cache HIT 
[student-123]  Unlocking lock...

defer 關(guān)鍵字

在以上代碼片中有多個(gè)defer 關(guān)鍵字，會(huì)發(fā)現(xiàn)它常常與鎖的lock綁定。在lock之后的unlock通常放到defer語句中。
unlock 邏輯放在defer 語句中，來確保無論func 如何退出，鎖都會(huì)釋放。類似的還有資源的關(guān)閉也會(huì)放在defer 中

defer 是在什么時(shí)候執(zhí)行的呢？注意在上面的代碼塊中，有兩個(gè)鎖，一個(gè)是鎖定lockMap的，另一個(gè)是鎖定一條緩存記錄的，這兩個(gè)鎖的上鎖和釋放都在defer 中，寫法是類似的。分別代表著方法成功執(zhí)行、方法失敗或者報(bào)錯(cuò)時(shí)，鎖都被釋放。這樣寫原因是防止忘記所釋放而引起的內(nèi)存泄漏或死鎖。

defer 的作用域是方法，而不是代碼塊，這點(diǎn)很重要，有的時(shí)候它存在于{}包圍的代碼塊中，以往的Java經(jīng)歷讓我誤會(huì)defer 是退出代碼塊的，并不是，它像return一樣是屬于方法的。

還有一種情況，此時(shí)defer 放在一個(gè)if塊里，如果Cache HIT，沒有走到if 塊里去lock，那么unlock同樣也不會(huì)執(zhí)行，這就相當(dāng)于主函數(shù)壓根不會(huì)掛載一個(gè)defer 回調(diào)，此時(shí)就不涉及defer 的執(zhí)行了。

func (){
if dataFromCache == nil{

	lock.Lock()
	//other logic...

	defer lock.Unlock()
}

//...

return data
}

番外：鎖與Double Check Locking

雖然這塊代碼是為了熟悉defer的作用，但是也是一個(gè)比較好的并發(fā)編程場(chǎng)景：先從緩存中查數(shù)據(jù)，緩存命中則直接返回；緩存不存在則去數(shù)據(jù)庫里查，然后加載到緩存。

為什么加鎖
在這個(gè)場(chǎng)景中，對(duì)數(shù)據(jù)以studentId為粒度加鎖（getStudentLock），為了防止并發(fā)對(duì)studentId數(shù)據(jù)的查詢。例如如果student-123在緩存中失效時(shí)，同時(shí)有100個(gè)請(qǐng)求過來，此時(shí)100個(gè)請(qǐng)求都收到cache miss，并去DB中讀100次，浪費(fèi)資源，給數(shù)據(jù)庫壓力。
加了這個(gè)鎖，保證只有一個(gè)請(qǐng)求可以獲取到鎖并到數(shù)據(jù)庫中加載數(shù)據(jù)，其它99個(gè)請(qǐng)求等待。直到寫回緩存，鎖釋放。此時(shí)剩下的99個(gè)請(qǐng)求依次獲取鎖，可以再次檢查緩存，命中即可返回，不需要再查數(shù)據(jù)庫
為什么有兩把鎖
以上代碼是有兩把鎖的，有一把mapLock是為了保護(hù)map的并發(fā)讀寫，要區(qū)分它studentId 鎖的區(qū)別，后者才是承擔(dān)了上面的功能。在實(shí)際的業(yè)務(wù)代碼中，緩存一般是Redis, 那么mapLock的邏輯實(shí)際上會(huì)封裝在Redis client的實(shí)現(xiàn)中，不需要手動(dòng)寫。
為什么有緩存的double-check
其實(shí)這個(gè)代碼最開始是沒有2nd 檢查的邏輯的，當(dāng)執(zhí)行main 方法時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)student-123都從storage中獲取了，而我們想達(dá)到的目的是，只有一個(gè)從storage中獲取，加載到cache之后就從cache讀了。這就是因?yàn)楫?dāng)時(shí)沒有第二次緩存檢查，代碼如下。

mutex := getStudentLock(studentId)
	fmt.Printf("[%s]  Acquiring lock... \n", studentId)
	mutex.Lock()
	
	defer func() {
		fmt.Printf("[%s]  Unlocking lock... \n", studentId)
		mutex.Unlock()
	}()

	fmt.Printf("[%s]  Lock acquired \n", studentId)

	//fetch from storage
	fmt.Printf("[%s]  DCL Cache MISS. Preparing to lock... \n", studentId)
	time.Sleep(1 * time.Second)
	dataFromStorage := fmt.Sprintf("Data for %s from storage \n", studentId)

那么在高并發(fā)場(chǎng)景下，協(xié)程A獲取了鎖，另一個(gè)協(xié)程B此時(shí)獲取鎖失敗，等待。協(xié)程A從storage中讀到數(shù)據(jù)，寫到緩存，釋放鎖。此時(shí)B獲取鎖，但注意，它會(huì)繼續(xù)執(zhí)行從storage中讀數(shù)據(jù)，寫緩存，釋放鎖。這樣的結(jié)果是100個(gè)請(qǐng)求從并行改為線性了，數(shù)據(jù)庫的壓力緩解了，但是99個(gè)不必要的請(qǐng)求資源還是浪費(fèi)了。

加了double-check，就保證B在獲取鎖的時(shí)候先檢查緩存，緩存命中，那么就不需要再次去storage加載了。這就是Double-check的作用。

其實(shí)業(yè)務(wù)代碼里我也沒看到double-check，大概率是~~bug~~ feature。因?yàn)镈CL這種模式，在高并發(fā)場(chǎng)景中是很有效的，但是在實(shí)際的業(yè)務(wù)中，并不會(huì)有同一個(gè)studentId 的并發(fā)訪問，所以沒有DCL就沒有了，多調(diào)用幾次storage問題也不大，查的也很快的，DCL不是必須的。能跑就行。

學(xué)習(xí)DCL是主要的，以后在高并發(fā)場(chǎng)景中可以考慮應(yīng)用。一個(gè)pattern，一定有它的業(yè)務(wù)場(chǎng)景的。如果是剛寫代碼的我，發(fā)現(xiàn)了問題，學(xué)了新東西，就想challenge別人，但有的時(shí)候code review也是人情世故。我真的是成熟的程序員了，哈哈