面试题：Rust中使用Mutex在复杂场景下避免数据竞争

使用Mutex保护共享数据

定义Mutex包裹共享数据：

use std::sync::{Arc, Mutex};

// 定义复杂数据结构
struct Inner {
    value: i32,
    // 可以有更多嵌套结构体等
}

struct Outer {
    inner: Inner,
    // 其他成员
}

let shared_data = Arc::new(Mutex::new(Outer {
    inner: Inner { value: 0 },
}));

线程中访问共享数据：

let data_clone = shared_data.clone();
std::thread::spawn(move || {
    let mut data = data_clone.lock().unwrap();
    data.inner.value += 1;
});

在每个线程中，通过lock方法获取Mutex的锁。如果锁可用，lock会返回一个MutexGuard，它实现了Deref和DerefMut，所以可以像操作普通数据一样操作共享数据。在MutexGuard离开作用域时，锁会自动释放。

可能遇到的问题及解决方案
- 死锁：
  - 问题描述：如果多个线程互相等待对方持有的锁，就会发生死锁。例如，线程A持有锁1并等待锁2，而线程B持有锁2并等待锁1。
  - 解决方案：
    - 尽量减少锁的持有时间，在获取锁后尽快完成必要操作并释放锁。
    - 采用固定的锁获取顺序，所有线程都按照相同顺序获取多个锁，避免循环依赖。
- 性能问题：
  - 问题描述：如果锁的粒度太粗，所有线程频繁竞争同一把锁，会导致性能瓶颈，因为同一时间只有一个线程能访问共享数据。
  - 解决方案：
    - 细分锁，将共享数据按照功能或访问模式分成不同部分，每个部分使用不同的Mutex保护。这样不同线程可以同时访问不同部分的数据。
    - 使用读写锁（RwLock），如果读操作远多于写操作，可以使用RwLock。读操作可以同时进行，只有写操作需要独占锁，从而提高并发性能。
- MutexGuard生命周期问题：
  - 问题描述：如果不小心延长了MutexGuard的生命周期，可能会导致其他线程长时间无法获取锁。例如，将MutexGuard存储在一个长生命周期的变量中。
  - 解决方案：确保MutexGuard只在需要的最小作用域内存在，及时释放锁。不要将MutexGuard存储在不必要的长生命周期数据结构中。

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面试题：Rust中使用Mutex在复杂场景下避免数据竞争

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