面试题：Go中RWMutex读锁和写锁的区别及应用场景

Question

在Go语言里，RWMutex提供了读写锁机制。请详细阐述读锁（RLock）和写锁（Lock）在功能上的区别，并且分别举例说明它们适用于哪些实际的应用场景。

Answer 1

读锁（RLock）和写锁（Lock）功能区别

1. 读锁（RLock）：
   • 允许多个读操作同时进行，因为读操作不会修改共享资源，所以多个读操作并发执行不会产生数据不一致问题。
   • 当有写锁（Lock）被持有，读锁无法获取，直到写锁被释放。这是为了保证写操作的原子性和数据一致性，避免写操作过程中数据被读取到不一致状态。
2. 写锁（Lock）：
   • 写锁是排他锁，当一个写锁被持有，其他任何读锁或写锁都无法获取，直到该写锁被释放。这是为了确保在写操作过程中，共享资源不会被其他读写操作干扰，保证写操作的原子性和数据一致性。

实际应用场景举例

1. 读锁（RLock）适用场景：
   • 缓存读取：例如一个应用中有一个缓存，存储了一些配置信息。多个不同的模块可能同时需要读取这些配置信息，由于读取操作不会修改缓存数据，所以可以使用读锁。这样多个读操作可以并发进行，提高读取效率。

   package main
   
   import (
       "fmt"
       "sync"
   )
   
   var (
       configCache map[string]string
       rwMutex     sync.RWMutex
   )
   
   func readConfig(key string) string {
       rwMutex.RLock()
       defer rwMutex.RUnlock()
       return configCache[key]
   }
   
   func main() {
       configCache = make(map[string]string)
       configCache["server_addr"] = "127.0.0.1:8080"
   
       var wg sync.WaitGroup
       for i := 0; i < 10; i++ {
           wg.Add(1)
           go func() {
               defer wg.Done()
               fmt.Println(readConfig("server_addr"))
           }()
       }
       wg.Wait()
   }
   

2. 写锁（Lock）适用场景：
   • 数据更新：假设一个银行账户系统，账户余额是共享资源。当进行存款或取款操作（写操作）时，为了保证余额数据的一致性，需要使用写锁。只有一个写操作可以进行，避免多个写操作同时修改余额导致数据错误。

   package main
   
   import (
       "fmt"
       "sync"
   )
   
   type BankAccount struct {
       balance int
       rwMutex sync.RWMutex
   }
   
   func (ba *BankAccount) deposit(amount int) {
       ba.rwMutex.Lock()
       defer ba.rwMutex.Unlock()
       ba.balance += amount
   }
   
   func (ba *BankAccount) getBalance() int {
       ba.rwMutex.RLock()
       defer ba.rwMutex.RUnlock()
       return ba.balance
   }
   
   func main() {
       account := BankAccount{balance: 100}
   
       var wg sync.WaitGroup
       for i := 0; i < 5; i++ {
           wg.Add(1)
           go func() {
               defer wg.Done()
               account.deposit(10)
           }()
       }
       wg.Wait()
       fmt.Println("Final balance:", account.getBalance())
   }