面试题：Go并发与基准测试的综合应用

1. 模拟真实并发场景

使用goroutine模拟并发请求：Go语言的goroutine非常适合模拟大量并发请求。可以创建一个函数来模拟单个请求的处理逻辑，然后使用go关键字启动多个goroutine来模拟并发场景。
使用WaitGroup等待所有请求完成：sync.WaitGroup用于等待一组goroutine完成。在启动每个goroutine前调用wg.Add(1)，每个goroutine结束时调用wg.Done()，最后使用wg.Wait()等待所有goroutine结束。

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func simulateRequest(id int, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    // 模拟请求处理逻辑
    fmt.Printf("Request %d is processing\n", id)
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    numRequests := 100
    for i := 0; i < numRequests; i++ {
        wg.Add(1)
        go simulateRequest(i, &wg)
    }
    wg.Wait()
}

2. 处理资源竞争和死锁问题

资源竞争：
- 使用互斥锁（sync.Mutex）：如果存在共享资源，例如全局变量，在访问这些资源前加锁，访问完成后解锁。
- 使用读写锁（sync.RWMutex）：当读操作远多于写操作时，使用读写锁可以提高并发性能，读操作可以并发执行，写操作需要独占锁。

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
    numRoutines := 100
    for i := 0; i < numRoutines; i++ {
        wg.Add(1)
        go increment(&wg)
    }
    wg.Wait()
    fmt.Printf("Final counter value: %d\n", counter)
}

死锁：
- 避免循环依赖：在设计时要注意避免多个goroutine之间形成循环依赖的锁获取顺序。
- 使用context控制超时：通过context设置操作的超时时间，避免因某个操作长时间阻塞导致死锁。

package main

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

func longRunningTask(ctx context.Context, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    select {
    case <-time.After(2 * time.Second):
        fmt.Println("Task completed")
    case <-ctx.Done():
        fmt.Println("Task timed out")
    }
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 1*time.Second)
    defer cancel()

    wg.Add(1)
    go longRunningTask(ctx, &wg)
    wg.Wait()
}

3. 基准测试

使用Go内置的testing包：创建一个以Benchmark开头的函数，在函数中使用b.RunParallel来模拟并发场景进行基准测试。

package main

import (
    "testing"
)

func BenchmarkConcurrentRequests(b *testing.B) {
    var wg sync.WaitGroup
    b.RunParallel(func(pb *testing.PB) {
        for pb.Next() {
            wg.Add(1)
            go func() {
                defer wg.Done()
                // 模拟请求处理逻辑
            }()
        }
    })
    wg.Wait()
}

分析基准测试结果：
- 吞吐量：查看每秒完成的请求数，若吞吐量低，可能是资源竞争、锁的使用不合理或者算法效率低导致。
- 延迟：关注平均请求处理时间，若延迟高，检查是否有长时间阻塞的操作，如I/O操作未优化、数据库查询慢等。

4. 系统调优

优化资源竞争：减少锁的粒度，尽量使用无锁数据结构（如sync.Map），合理调整读写锁的使用场景。
优化I/O操作：使用异步I/O、连接池等技术减少I/O等待时间。
优化算法和数据结构：分析业务逻辑，选择更高效的算法和数据结构来处理数据。例如，使用哈希表来加速查找操作。
调整系统参数：根据服务器配置，合理调整ulimit（文件描述符限制）、TCP连接参数等系统级参数，以适应高并发场景。

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面试题：Go并发与基准测试的综合应用

知识考点

面试题答案

1. 模拟真实并发场景

2. 处理资源竞争和死锁问题

3. 基准测试

4. 系统调优