面试题：Go中如何实现简单的线程（goroutine）同步

Question

在Go语言中，当多个goroutine同时访问和修改共享资源时可能会导致数据竞争。请描述如何使用`sync.Mutex`和`sync.WaitGroup`来实现简单的线程同步，以避免数据竞争，并给出相应的代码示例。

Answer 1

1. 使用sync.Mutex避免数据竞争：
   • sync.Mutex（互斥锁）用于保护共享资源，确保在同一时间只有一个goroutine可以访问共享资源。当一个goroutine获取了锁，其他goroutine必须等待锁被释放后才能获取锁并访问共享资源。
2. 使用sync.WaitGroup等待所有goroutine完成：
   • sync.WaitGroup用于等待一组goroutine完成。主goroutine可以使用WaitGroup来阻塞，直到所有相关的goroutine都完成它们的任务。
3. 代码示例：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    counter int
    mu      sync.Mutex
    wg      sync.WaitGroup
)

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

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

在上述代码中：

• counter是共享资源，多个goroutine会对其进行修改。
• mu是sync.Mutex类型的互斥锁，在increment函数中，mu.Lock()获取锁，确保只有一个goroutine可以执行counter++操作，操作完成后通过mu.Unlock()释放锁。
• wg是sync.WaitGroup类型，在启动每个goroutine前，通过wg.Add(1)增加等待组的计数，在increment函数中通过defer wg.Done()减少计数，主goroutine通过wg.Wait()等待所有goroutine完成任务，最后输出counter的最终值。这样就避免了数据竞争问题。