面试题：Go语言中Mutex锁死锁的常见原因及一个简单死锁场景分析

Question

在Go语言中，Mutex锁出现死锁通常有哪些原因？请举例描述一个简单的会导致Mutex锁死锁的代码场景，并说明如何发现这种死锁。

Answer 1

Mutex锁出现死锁的常见原因

1. 重复锁定：对已经锁定的Mutex再次锁定而未解锁。
2. 未解锁：获取锁后由于程序逻辑错误，没有执行解锁操作。
3. 交叉锁定：多个goroutine之间以不同顺序获取多个Mutex锁，形成循环依赖。

导致Mutex锁死锁的代码场景示例

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var mu sync.Mutex

func main() {
    mu.Lock()
    fmt.Println("已锁定")
    mu.Lock() // 重复锁定，导致死锁
    fmt.Println("第二次锁定")
    mu.Unlock()
    mu.Unlock()
}

在上述代码中，main函数中第一次锁定mu后，未解锁就再次尝试锁定，这会导致死锁。

发现死锁的方法

1. 运行时检测：Go语言的运行时系统内置了死锁检测机制。当程序发生死锁时，运行时会打印出详细的死锁信息，包括死锁发生的goroutine堆栈跟踪，帮助定位问题代码。例如上述死锁代码运行时，Go运行时会输出类似如下信息：

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

goroutine 1 [semacquire]:
sync.runtime_Semacquire(0x140000c4018)
        /usr/local/go/src/runtime/sema.go:71 +0x32
sync.(*Mutex).lock(0x140000c4010)
        /usr/local/go/src/sync/mutex.go:81 +0x8c
sync.(*Mutex).Lock(...)
        /usr/local/go/src/sync/mutex.go:49
main.main()
        /Users/user/go/src/yourpackage/main.go:10 +0x58

2. 使用调试工具：如delve调试器，可以在代码中设置断点，逐步执行代码，观察锁的状态变化，有助于发现死锁的潜在原因。