★ sync.Mutex 与 sync.RWMutex 的原理与用法要点是什么？

结论先行

sync.Mutex 是互斥锁，保证同一时刻只有一个 goroutine 进入临界区；sync.RWMutex 在其上扩展出“多读单写”：读者之间共享、写者独占，且写者优先。两者的实现都基于原子 CAS、自旋与信号量睡眠队列，并引入“饥饿模式”保证公平，防止长时间等锁的 goroutine 被饿死。

要点

• 状态机：锁内部用一个 state 字段，低 1 位是锁定标志，其余位记录等待者数量与是否处于饥饿模式。
• 正常模式：解锁时唤醒一个等待者，新来的竞争者可以和它一起抢锁（自旋 + CAS），吞吐高但可能不公平。
• 饥饿模式：等待者等待超过约 1ms 即切换；此后新请求不再抢锁、直接排到队尾，保证先到先得，消除长尾饿死。
• 自旋条件：多核（GOMAXPROCS>1）且仍有可运行 P 时，先短暂自旋几次再进睡眠，减少线程切换开销。
• 用法铁律：Lock 后必须 Unlock，推荐 defer 收尾；临界区尽量小；锁不可复制（拷贝后状态分裂，go vet 报 copylocks）。
• 不可重入：同一 goroutine 对已持有的 Mutex 再次 Lock 会死锁；Go 的锁没有可重入语义，别拿“递归锁”的思维套。
• RWMutex 语义：RLock/RUnlock 可并发；有写者在等待时，新读者会排队让行，避免写者被读者无限饿死。
• RWMutex 注意：读锁也不能随意嵌套重入——有写者排队时，同一 goroutine 的第二次 RLock 可能把自己阻塞死。

示例

var mu sync.RWMutex
cache := map[string]string{}

func Get(k string) string {
	mu.RLock()          // 读者并发
	defer mu.RUnlock()
	return cache[k]
}

func Set(k, v string) {
	mu.Lock()           // 写者独占
	defer mu.Unlock()
	cache[k] = v
}

常见追问/记忆点

• 追问：读写锁一定更快吗？答：读多写少才划算；写多时锁竞争与维护开销可能反而不如普通 Mutex。
• 追问：为什么 Mutex 不能复制？答：拷贝出来的锁状态独立，会出现“两把锁”导致临界区失效，vet 会拦截。
• 追问：正常模式与饥饿模式谁好？答：正常模式吞吐高但有公平风险，饥饿模式公平但略降吞吐，运行时自动切换。
• 记忆：Lock/Unlock 成对、defer 收尾、临界区切小；RWMutex 写优先防写者饿死。