面试题：Go sync原语在分布式系统中的应用及优化

Go同步原语在分布式场景下的局限性

作用范围局限：
- Mutex（互斥锁）和WaitGroup主要用于单机多线程（goroutine）环境。Mutex通过在同一进程内的多个goroutine间互斥访问共享资源来保证数据一致性。但在分布式系统中，不同节点处于不同的进程空间，单机的Mutex无法跨节点工作。
- WaitGroup用于等待一组goroutine完成，它同样是基于单机的goroutine协作，不能解决分布式系统中多节点间的同步问题。
缺乏全局状态感知：
- 分布式系统中，各个节点相对独立，Go的同步原语没有提供对整个分布式系统全局状态的感知和控制机制。例如，一个节点使用Mutex锁住资源，但其他节点并不知道该资源已被锁定，可能会继续尝试访问，导致数据不一致。

结合分布式锁优化方案

分布式锁实现方式：
- 基于Redis的分布式锁：
  - 原理：利用Redis的单线程特性，通过SETNX（SET if Not eXists）命令实现。当一个节点执行SETNX key value，如果键key不存在，则设置成功并返回1，表示获取到锁；若键key已存在，则返回0，获取锁失败。
  - 示例代码（Go）：

package main

import (
    "fmt"
    "github.com/go-redis/redis/v8"
    "context"
)

func main() {
    rdb := redis.NewClient(&redis.Options{
        Addr:     "localhost:6379",
        Password: "",
        DB:       0,
    })
    ctx := context.Background()
    lockKey := "distributed_lock"
    lockValue := "unique_value"
    success, err := rdb.SetNX(ctx, lockKey, lockValue, 0).Result()
    if err != nil {
        fmt.Println("Error setting lock:", err)
        return
    }
    if success {
        defer rdb.Del(ctx, lockKey)
        // 执行临界区代码，访问和修改共享资源
        fmt.Println("Got the lock, doing critical section work...")
    } else {
        fmt.Println("Failed to get the lock.")
    }
}

基于ZooKeeper的分布式锁：
- 原理：ZooKeeper是一个分布式协调服务，利用其顺序节点特性。当一个节点尝试获取锁时，在指定路径下创建一个顺序临时节点。所有尝试获取锁的节点创建的顺序节点中，序号最小的节点获得锁。当持有锁的节点释放锁（即删除其创建的顺序节点）时，序号次小的节点会收到通知，从而获取锁。
- 优点：ZooKeeper的分布式锁具有高可靠性，因为它基于ZooKeeper集群的一致性协议（如ZAB协议）。同时，它提供了锁的自动释放机制（临时节点在客户端断开连接时自动删除）。

结合使用优化：
- 在分布式系统中，对于共享资源的访问，先通过分布式锁获取全局的访问权。获取锁成功后，在节点内部可以继续使用Go的同步原语（如Mutex）对本地资源进行更细粒度的控制，以提高并发性能。例如，在一个分布式数据库读写场景中，先获取分布式锁，然后在本地处理数据读写时，可以使用Mutex防止本地多个goroutine同时访问数据，确保数据一致性和高性能。

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面试题：Go sync原语在分布式系统中的应用及优化

知识考点

面试题答案

Go同步原语在分布式场景下的局限性

结合分布式锁优化方案