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Go 系列教程是非常棒的一套初学者教程，入门就它了。
这是 Golang 系列教程中的第 25 篇。在本章教程中，我们将讨论 Go 语言中的Mutex。
临界区
在学习 Mutex 之前，我们需要理解并发程式设计中临界区（Critical Section）的概念。当程式并发地执行时，多个 Go 协程不应该同时访问那些修改共享资源的程式码。这些修改共享资源的程式码称为临界区。例如，假设我们有一段程式码，将一个变数 x 自增 1。x = x + 1
如果只有一个 Go 协程访问上面的程式码段，那都没有任何问题。
但当有多个协程并发执行时，程式码却会出错，让我们看看究竟是为什么吧。简单起见，假设在一行程式码的前面，我们已经运行了两个 Go 协程。
在上一行程式码的内部，系统执行程式时分为如下几个步骤（这里其实还有很多包括暂存器的技术细节，以及加法的工作原理等，但对于我们的系列教程，只需认为只有三个步骤就好了）：
获得 x 的当前值计算 x + 1将步骤 2 计算得到的值赋值给 x如果只有一个协程执行上面的三个步骤，不会有问题。
我们讨论一下当有两个并发的协程执行该程式码时，会发生什么。下图描述了当两个协程并发地访问程式码行 x = x + 1 时，可能出现的一种情况。
我们假设 x 的初始值为 0。而协程 1 获取 x 的初始值，并计算 x + 1。而在协程 1 将计算值赋值给 x 之前，系统上下文切换到了协程 2。于是，协程 2 获取了 x 的初始值（依然为 0），并计算 x + 1。接着系统上下文又切换回了协程 1。现在，协程 1 将计算值 1 赋值给 x，因此 x 等于 1。然后，协程 2 继续开始执行，把计算值（依然是 1）复制给了 x，因此在所有协程执行完毕之后，x 都等于 1。
现在我们考虑另外一种可能发生的情况。
在上面的情形里，协程 1 开始执行，完成了三个步骤后结束，因此 x 的值等于 1。接着，开始执行协程 2。目前 x 的值等于 1。而当协程 2 执行完毕时，x 的值等于 2。
所以，从这两个例子你可以发现，根据上下文切换的不同情形，x 的最终值是 1 或者 2。这种不太理想的情况称为竞态条件（Race Condition），其程式的输出是由协程的执行顺序决定的。
在上例中，如果在任意时刻只允许一个 Go 协程访问临界区，那么就可以避免竞态条件。而使用 Mutex 可以达到这个目的。
Mutex
Mutex 用于提供一种加锁机制（Locking Mechanism），可确保在某时刻只有一个协程在临界区执行，以防止出现竞态条件。Mutex 可以在 sync 包内找到。Mutex 定义了两个方法：Lock 和 Unlock。所有在 Lock 和 Unlock 之间的程式码，都只能由一个 Go 协程执行，于是就可以避免竞态条件。
在上面的程式码中，x = x + 1 只能由一个 Go 协程执行，因此避免了竞态条件。
如果有一个 Go 协程已经持有了锁（Lock），当其他协程试图获得该锁时，这些协程会被阻塞，直到 Mutex 解除锁定为止。
含有竞态条件的程式
在本节里，我们会编写一个含有竞态条件的程式，而在接下来一节，我们再修复竞态条件的问题。
在上述程式里，第 7 行的 increment 函式把 x 的值加 1，并呼叫 WaitGroup 的 Done()，通知该函式已结束。
在上述程式的第 15 行，我们生成了 1000 个 increment 协程。每个 Go 协程并发地执行，由于第 8 行试图增加 x 的值，因此多个并发的协程试图访问 x 的值，这时就会发生竞态条件。
由于 playground 具有确定性，竞态条件不会在 playground 发生，请在你的本地执行该程式。请在你的本地机器上多执行几次，可以发现由于竞态条件，每一次输出都不同。我其中遇到的几次输出有 final value of x 941、final value of x 928、final value of x 922 等。
使用 Mutex
在前面的程式里，我们建立了 1000 个 Go 协程。如果每个协程对 x 加 1，最终 x 期望的值应该是 1000。在本节，我们会在程式里使用 Mutex，修复竞态条件的问题。
Mutex 是一个结构体型别，我们在第 15 行建立了 Mutex 型别的变数 m，其值为零值。在上述程式里，我们修改了 increment 函式，将增加 x 的程式码（x = x + 1）放置在 m.Lock() 和 m.Unlock()之间。现在这段程式码不存在竞态条件了，因为任何时刻都只允许一个协程执行这段程式码。
于是如果执行该程式，会输出：
final value of x 1000
在第 18 行，传递 Mutex 的地址很重要。如果传递的是 Mutex 的值，而非地址，那么每个协程都会得到 Mutex 的一份拷贝，竞态条件还是会发生。
使用通道处理竞态条件
我们还能用通道来处理竞态条件。看看是怎么做的。
在上述程式中，我们建立了容量为 1 的缓冲通道，并在第 18 行将它传入 increment 协程。该缓冲通道用于保证只有一个协程访问增加 x 的临界区。具体的实现方法是在 x 增加之前（第 8 行），传入 true 给缓冲通道。由于缓冲通道的容量为 1，所以任何其他协程试图写入该通道时，都会发生阻塞，直到 x 增加后，通道的值才会被读取（第 10 行）。实际上这就保证了只允许一个协程访问临界区。
该程式也输出：
final value of x 1000
Mutex vs 通道
通过使用 Mutex 和通道，我们已经解决了竞态条件的问题。那么我们该选择使用哪一个？答案取决于你想要解决的问题。如果你想要解决的问题更适用于 Mutex，那么就用 Mutex。如果需要使用 Mutex，无须犹豫。而如果该问题更适用于通道，那就使用通道。:)由于通道是 Go 语言很酷的特性，大多数 Go 新手处理每个并发问题时，使用的都是通道。这是不对的。Go 给了你选择 Mutex 和通道的余地，选择其中之一都可以是正确的。
总体说来，当 Go 协程需要与其他协程通讯时，可以使用通道。而当只允许一个协程访问临界区时，可以使用 Mutex。
就我们上面解决的问题而言，我更倾向于使用 Mutex，因为该问题并不需要协程间的通讯。所以 Mutex 是很自然的选择。
我的建议是去选择针对问题的工具，而别让问题去将就工具。:)
本教程到此结束。祝你愉快。
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“GCTT 出品”Go 系列教程——1. 介绍与安装
“GCTT 出品”Go 系列教程——2. Hello World
“GCTT 出品”Go 系列教程——3. 变数
“GCTT 出品”Go 系列教程——4. 型别
“GCTT 出品”Go 系列教程——5. 常量
“GCTT 出品”Go 系列教程——6. 函式（Function）
“GCTT 出品”Go 系列教程——7. 包
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