面试题：Go语言中sync包的互斥锁使用场景

Question

请描述在Go语言中，sync包中的互斥锁（Mutex）通常在哪些场景下使用？请举例说明，并阐述使用互斥锁时需要注意的事项。

Answer 1

1. 适用场景

• 共享资源访问控制：当多个goroutine需要访问共享资源（如全局变量、共享数据结构等），以避免数据竞争时使用。例如，多个goroutine同时对一个全局计数器进行增减操作。
• 临界区保护：对一段需要独占执行的代码区域（临界区）进行保护，确保同一时间只有一个goroutine能执行该区域代码。

2. 示例

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    counter int
    mu      sync.Mutex
)

func increment(wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    mu.Lock()
    counter++
    mu.Unlock()
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 10; i++ {
        wg.Add(1)
        go increment(&wg)
    }
    wg.Wait()
    fmt.Println("Final counter value:", counter)
}

在上述代码中，多个goroutine同时调用increment函数对counter进行增加操作，通过互斥锁mu确保每次只有一个goroutine能修改counter，避免数据竞争。

3. 注意事项

• 正确的加锁解锁配对：必须确保在临界区代码前后正确调用Lock和Unlock方法，避免死锁。例如，不要在Lock之后的代码逻辑中提前返回而没有调用Unlock。
• 避免嵌套加锁：尽量避免在持有一个互斥锁的情况下再去获取另一个互斥锁，否则可能导致死锁。如果确实需要，要确保加锁顺序的一致性。
• 性能问题：虽然互斥锁能保证数据安全，但频繁的加锁解锁操作会带来性能开销，因此要尽量缩小临界区代码范围，减少加锁时间。