面试题：Go语言Map在高并发场景下的处理及优化

Question

在高并发环境中，Go语言的Map不是线程安全的。请描述至少两种在高并发场景下安全使用Map的方法，并说明每种方法的优缺点。同时，给出一个示例代码，展示如何使用其中一种方法在多个goroutine中安全地读写Map。

Answer 1

方法一：使用sync.Mutex

• 优点：实现简单，适用于大多数场景，对于读写操作频率较为均衡的场景性能表现良好。
• 缺点：当并发写操作频繁时，锁的竞争会导致性能瓶颈，因为同一时间只有一个goroutine能访问Map。

示例代码：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    mu sync.Mutex
    data = make(map[string]int)
)

func write(key string, value int, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    mu.Lock()
    data[key] = value
    mu.Unlock()
}

func read(key string, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    mu.Lock()
    value := data[key]
    mu.Unlock()
    fmt.Printf("Read key %s, value %d\n", key, value)
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 5; i++ {
        key := fmt.Sprintf("key%d", i)
        wg.Add(1)
        go write(key, i, &wg)
    }
    for i := 0; i < 5; i++ {
        key := fmt.Sprintf("key%d", i)
        wg.Add(1)
        go read(key, &wg)
    }
    wg.Wait()
}

方法二：使用sync.RWMutex

• 优点：读操作可以并发执行，适合读多写少的场景，能有效提高并发性能。
• 缺点：实现比sync.Mutex复杂，写操作时仍需要独占锁，若写操作频繁，性能提升有限。

方法三：使用concurrent-map库

• 优点：开箱即用，内部采用更细粒度的锁机制（如分段锁），性能优于sync.Mutex和sync.RWMutex，特别是在高并发场景下。
• 缺点：引入了第三方依赖，增加了项目复杂度和维护成本。