面试题：Go语言Map高级初始化与并发安全

Question

在Go语言中，假设你需要在并发环境下使用经过高级初始化的Map，你会采取什么措施来确保其并发安全？分别阐述使用`sync.Mutex`和`sync.RWMutex`保护Map的场景及实现方式，并分析二者在性能上的差异。

Answer 1

使用sync.Mutex确保并发安全

1. 适用场景：当读写操作频繁且对写操作有强一致性要求，每次只允许一个 goroutine 进行读写操作时使用。因为sync.Mutex是互斥锁，同一时间只有一个 goroutine 能获取锁，进行读写，这能保证数据的一致性，但在高并发读场景下性能较差。
2. 实现方式：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

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

func write(key string, value int) {
    mu.Lock()
    dataMap[key] = value
    mu.Unlock()
}

func read(key string) int {
    mu.Lock()
    value := dataMap[key]
    mu.Unlock()
    return value
}

使用sync.RWMutex确保并发安全

1. 适用场景：当读操作远多于写操作时使用。sync.RWMutex允许多个 goroutine 同时读数据，只有在写操作时才需要独占锁，这样可以提高读性能。但如果写操作过于频繁，会导致读操作长时间等待写操作完成，从而降低整体性能。
2. 实现方式：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    dataMap = make(map[string]int)
    rwmu    sync.RWMutex
)

func write(key string, value int) {
    rwmu.Lock()
    dataMap[key] = value
    rwmu.Unlock()
}

func read(key string) int {
    rwmu.RLock()
    value := dataMap[key]
    rwmu.RUnlock()
    return value
}

性能差异分析

• sync.Mutex：由于每次读写都要独占锁，在高并发读场景下，会造成大量的 goroutine 等待锁的释放，从而导致性能瓶颈。但对于写操作频繁且需要强一致性的场景，它能保证数据的正确性。
• sync.RWMutex：读操作时允许多个 goroutine 同时进行，大大提高了读性能。但写操作会独占锁，若写操作频繁，会使读操作等待时间变长。所以在读写比例不均衡，读操作远多于写操作时，sync.RWMutex性能更优；而在读写操作比较均衡或者写操作频繁时，sync.Mutex可能更合适，具体要根据实际应用场景的读写比例和性能要求来选择。