面试题：Go语言中RWMutex锁读锁饥饿问题及解决

读锁饥饿原因分析

写锁优先级问题：在Go语言的RWMutex中，写锁的优先级相对较高。当有写锁请求时，后续到达的读锁请求会被阻塞，直到写锁释放。如果写锁频繁请求并长时间持有，就会导致读锁长时间得不到执行，从而出现读锁饥饿现象。例如，一个高并发的场景中，写操作较多且每次写操作耗时较长，而读操作不断到来，就容易发生这种情况。
锁操作顺序：如果在代码逻辑中，读操作和写操作的顺序安排不合理，比如在持有读锁的情况下又频繁请求写锁，使得写锁总是优先于其他读锁被处理，也会造成读锁饥饿。

解决方案

公平锁机制：
- 实现思路：可以通过自定义一个公平锁机制来解决读锁饥饿问题。例如，记录读锁和写锁请求的顺序，按照顺序来处理锁请求。
- 代码示例：

package main

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

type FairRWMutex struct {
    mu        sync.Mutex
    readers   int
    writers   int
    readerCh  chan struct{}
    writerCh  chan struct{}
    readOrder int
    writeOrder int
}

func NewFairRWMutex() *FairRWMutex {
    return &FairRWMutex{
        readerCh:  make(chan struct{}, 1),
        writerCh:  make(chan struct{}, 1),
        readOrder: 0,
        writeOrder: 0,
    }
}

func (rw *FairRWMutex) RLock() {
    rw.mu.Lock()
    order := rw.readOrder
    rw.readOrder++
    if rw.writers > 0 || rw.writeOrder < order {
        rw.readerCh <- struct{}{}
    }
    rw.readers++
    rw.mu.Unlock()
}

func (rw *FairRWMutex) RUnlock() {
    rw.mu.Lock()
    rw.readers--
    if rw.readers == 0 && len(rw.writerCh) > 0 {
        <-rw.writerCh
    }
    rw.mu.Unlock()
}

func (rw *FairRWMutex) Lock() {
    rw.mu.Lock()
    order := rw.writeOrder
    rw.writeOrder++
    if rw.readers > 0 || rw.readOrder <= order {
        rw.writerCh <- struct{}{}
    }
    rw.writers++
    rw.mu.Unlock()
}

func (rw *FairRWMutex) Unlock() {
    rw.mu.Lock()
    rw.writers--
    if len(rw.readerCh) > 0 {
        for i := 0; i < cap(rw.readerCh); i++ {
            <-rw.readerCh
        }
    } else if len(rw.writerCh) > 0 {
        <-rw.writerCh
    }
    rw.mu.Unlock()
}

限制写锁持有时间：
- 实现思路：通过设置写锁的最大持有时间，当写锁持有时间超过该限制时，强制释放写锁，从而给读锁机会。可以使用context来实现这个功能。
- 代码示例：

package main

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

type RWLockWithTimeout struct {
    rw sync.RWMutex
}

func (rw *RWLockWithTimeout) WriteLock(ctx context.Context) error {
    ctx, cancel := context.WithTimeout(ctx, 100*time.Millisecond)
    defer cancel()
    for {
        select {
        case <-ctx.Done():
            return ctx.Err()
        default:
            rw.rw.Lock()
            return nil
        }
    }
}

func (rw *RWLockWithTimeout) WriteUnlock() {
    rw.rw.Unlock()
}

func (rw *RWLockWithTimeout) ReadLock() {
    rw.rw.RLock()
}

func (rw *RWLockWithTimeout) ReadUnlock() {
    rw.rw.RUnlock()
}

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