面试题：Go中Mutex锁在多协程读写场景下的最佳实践应用

使用Mutex锁保证数据一致性及代码示例

在Go语言中，sync.Mutex 是用于实现互斥锁的结构体，通过它可以保证在同一时间只有一个协程能够访问共享数据，从而确保数据的一致性。以下是使用 sync.Mutex 保护简单整数变量的代码示例：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    num  int
    mutex sync.Mutex
)

func read(wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    mutex.Lock()
    fmt.Printf("Read value: %d\n", num)
    mutex.Unlock()
}

func write(wg *sync.WaitGroup, value int) {
    defer wg.Done()
    mutex.Lock()
    num = value
    fmt.Printf("Write value: %d\n", num)
    mutex.Unlock()
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup

    // 启动写操作协程
    wg.Add(1)
    go write(&wg, 42)

    // 启动读操作协程
    wg.Add(1)
    go read(&wg)

    wg.Wait()
}

在上述代码中：

定义了一个全局的整数变量 num 和一个 sync.Mutex 类型的变量 mutex。
read 函数用于读取 num 的值，在读取前调用 mutex.Lock() 锁定互斥锁，读取完成后调用 mutex.Unlock() 解锁互斥锁。
write 函数用于写入 num 的值，同样在写入前后分别锁定和解锁互斥锁。
在 main 函数中，启动了一个写操作协程和一个读操作协程，并使用 sync.WaitGroup 等待所有协程完成。

读写操作频繁时存在的性能问题

锁竞争开销：当读写操作非常频繁时，大量的协程会竞争 Mutex 锁。获取和释放锁的操作本身会带来一定的CPU开销，随着竞争的加剧，这种开销会变得更加显著，从而降低系统的整体性能。
读写阻塞：由于 Mutex 锁是排他锁，在一个协程获取锁进行写操作时，其他所有读和写操作的协程都必须等待锁的释放。这可能导致读操作的延迟增加，尤其是在写操作比较频繁的情况下，读操作可能会长时间等待锁，影响系统的响应速度。
吞吐量下降：由于锁竞争和阻塞，系统的并发性能得不到充分发挥，整体的吞吐量会随着读写操作频率的增加而下降。特别是在多核CPU环境下，由于 Mutex 锁会限制同一时间只有一个协程访问共享数据，无法充分利用多核的并行计算能力。

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读写操作频繁时存在的性能问题