golang锁能复制吗

1. golang锁简介

golang的并发编程是其最大的特点之一，在并发编程中，为了保证并发安全性，我们通常需要使用锁。

golang提供了两种锁：sync.Mutex 和 sync.RWMutex，分别对应互斥锁和读写锁，其中互斥锁是最基本的锁，在所有锁中它的代价最高，但相对的其使用的也较为简单。

2. golang锁基本用法

2.1 sync.Mutex用法

互斥锁最简单的用法就是调用锁的Lock()方法和Unlock()方法进行上锁和解锁操作。

下面是一个简单的例子：

// 创建一个互斥锁

var mutex = &sync.Mutex{}
// 定义一个共享资源
var num int
// 启动10个协程对num进行++运算
for i:=0; i < 10; i++ {
    go func() {
        mutex.Lock()
        defer mutex.Unlock()
        num++
    }()
}
// 等待所有协程执行完毕
time.Sleep(1 * time.Second)
fmt.Println(num)

在上面的例子中，通过mutex.Lock()方法上锁，使得对共享资源num的操作变为原子操作。这样保证了数据的正确性。需要注意的是，每次对共享资源进行操作之后，一定要调用mutex.Unlock()方法进行解锁，否则会导致协程死锁。

2.2 sync.RWMutex用法

读写锁与互斥锁不同，它分为两种操作：读操作和写操作，读操作可以同时进行，但与写操作互斥，读写锁主要应用于读多写少的场景，在这种场景下，读写锁能够显著提高程序的并发性。

下面是一个简单的例子：

// 创建读写锁

var rwmutex = &sync.RWMutex{}
// 定义一个共享资源
var arr = make([]int, 0)
// 添加操作，加上写锁
func add(i int) {
    rwmutex.Lock()
    defer rwmutex.Unlock()
    arr = append(arr, i)
}
// 读取操作，加上读锁
func read() {
    rwmutex.RLock()
    defer rwmutex.RUnlock()
    for _, v := range arr {
        fmt.Println(v)
    }
}
// 启动10个协程分别对arr进行添加操作
for i:=0; i < 10; i++ {
    go func() {
        add(i)
    }()
}
// 等待所有协程执行完毕
time.Sleep(1 * time.Second)
// 读取操作
read()

3. golang锁的复制问题

golang的锁是不能进行复制的。这是因为锁中通常存储的有一些状态信息，比如是否已上锁等信息。如果直接进行复制，锁的状态信息也会跟随被复制，导致状态信息的不一致性，从而导致程序的并发安全性受到威胁。

下面是一个简单的例子：

type MyMutex struct {

    sync.Mutex
}
func main() {
    mutex1 := &MyMutex{}
    // copy mutex1 to mutex2
    mutex2 := mutex1
    // mutex1 lock
    mutex1.Lock()
    defer mutex1.Unlock()
    // mutex2 lock !!!deadlock!!!
    mutex2.Lock() // 死锁
    defer mutex2.Unlock()
}

在上面的代码中，我们定义了一个名为MyMutex的结构体，这个结构体内部封装了一个sync.Mutex类型的嵌入对象。该结构体的定义相当于对sync.Mutex做了一层封装。

在main函数中，我们将mutex1的复制给了mutex2，之后分别对mutex1和mutex2进行了上锁操作。由于mutex1和mutex2引用的是同一个对象，所以对mutex1的上锁操作会导致mutex2也被锁住。这样就会导致死锁问题的出现。

4. 如何避免锁的复制问题

在golang中，锁不能进行复制，这就要求我们在使用锁的时候，需要特别注意避免锁的复制问题。下面给出一些常见的避免方法。

4.1 封装结构体

通过封装结构体的方式，将锁作为结构体的成员，避免直接对锁进行复制。

type MyMutex struct {

    sync.Mutex
}
type MyData struct {
    mu  MyMutex
    arr []int
}
func main() {
    data1 := &MyData{
        mu: MyMutex{},
    }
    data2 := &MyData{
        mu: MyMutex{},
    }
    // data1 lock
    data1.mu.Lock()
    defer data1.mu.Unlock()
    // data2 lock
    data2.mu.Lock()
    defer data2.mu.Unlock()
}

在上面的例子中，我们通过封装结构体的方式避免了锁的复制问题。锁通过Mutex的嵌入方式被封装为MyMutex结构体的成员，这样就避免直接对锁进行了复制。

4.2 使用指针方式传递

通过使用指针方式，避免对锁进行复制。

type MyData2 struct {

    mu  *sync.Mutex
    arr []int
}
func main() {
    mu := &sync.Mutex{}
    data1 := &MyData2{
        mu: mu,
    }
    data2 := &MyData2{
        mu: mu,
    }
    // data1 lock
    data1.mu.Lock()
    defer data1.mu.Unlock()
    // data2 lock
    data2.mu.Lock()
    defer data2.mu.Unlock()
}

在上面的例子中，我们通过指针方式传递锁，避免了锁的复制问题。在MyData2结构体中，我们使用指针mu来存储锁，这样就避免了锁的复制。

4.3 使用sync包中的Once

Once是一个通过Do方法保证只执行一次的类型。在once中，Mutex被嵌入，而其他的状态信息则通过一个布尔值once和一个指针done来表示。

type MyData3 struct {

    once sync.Once
    arr  []int
}
func main() {
    data1 := &MyData3{}
    data2 := &MyData3{}
    // data1 lock
    data1.once.Do(func() {
        fmt.Println("data1 lock")
    })
    // data2 lock
    data2.once.Do(func() {
        fmt.Println("data2 lock")
    })
}

在上面的例子中，我们通过使用sync包中的Once来避免了锁的复制问题。在MyData3结构体中，我们使用一个Once对象once作为锁，当Once对象中状态为尚未done时，通过Do方法来进行操作。

5. 总结

golang中锁是保证并发安全的重要手段之一，但是锁不能进行复制，避免锁的复制成为了我们在使用锁时需要特别注意的问题，通过封装结构体、使用指针方式传递等方式可以有效地避免锁的复制问题。