面试题：Go语言中Mutex锁在读写场景的应用

Question

在Go语言中，如果有一个场景，多个协程需要同时读取数据，但只有一个协程会进行写操作，如何合理使用Mutex锁来保证数据一致性？请写出简单示例代码并解释原理。

Answer 1

原理

在这种场景下，读操作可以并发执行，因为读操作不会修改数据，不会产生数据竞争。而写操作会改变数据，所以需要在写操作时加锁，防止其他协程在写操作进行时读取或写入数据，保证数据一致性。对于读操作，可以使用读锁（RWMutex 中的读锁），允许多个读操作同时进行；写操作使用写锁，保证写操作的原子性，同一时间只有一个写操作能执行。

示例代码

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    data  int
    rwmu  sync.RWMutex
    wg    sync.WaitGroup
)

func read(id int) {
    defer wg.Done()
    rwmu.RLock()
    defer rwmu.RUnlock()
    fmt.Printf("Reader %d reads data: %d\n", id, data)
}

func write(id int) {
    defer wg.Done()
    rwmu.Lock()
    defer rwmu.Unlock()
    data++
    fmt.Printf("Writer %d writes data: %d\n", id, data)
}

func main() {
    for i := 0; i < 3; i++ {
        wg.Add(1)
        go read(i)
    }

    for i := 0; i < 1; i++ {
        wg.Add(1)
        go write(i)
    }

    wg.Wait()
}

在上述代码中：

1. sync.RWMutex 用于读写锁。
2. read 函数使用 rwmu.RLock() 获取读锁，允许多个读操作同时进行，完成后使用 rwmu.RUnlock() 释放读锁。
3. write 函数使用 rwmu.Lock() 获取写锁，保证同一时间只有一个写操作能执行，完成后使用 rwmu.Unlock() 释放写锁。
4. 在 main 函数中启动多个读协程和一个写协程，通过 sync.WaitGroup 等待所有协程完成。