字节跳动Go 语言面试会问哪些问题?

1、Mutex 几种状态

• mutexLocked — 表示互斥锁的锁定状态;

• mutexWoken — 表示从正常模式被从唤醒;

• mutexStarving — 当前的互斥锁进入饥饿状态;

• waitersCount — 当前互斥锁上等待的 Goroutine 个数;

2、Mutex 正常模式和饥饿模式正常模式(非公平锁)

正常模式下，所有等待锁的 goroutine 按照 FIFO(先进先出)顺序等待。唤醒的goroutine 不会直接拥有锁，而是会和新请求锁的 goroutine 竞争锁的拥有。新请求锁的 goroutine 具有优势:它正在 CPU 上执行，而且可能有好几个，所 以刚刚唤醒的 goroutine 有很大可能在锁竞争中失败。在这种情况下，这个被 唤醒的 goroutine 会加入到等待队列的前面。如果一个等待的 goroutine 超过1ms 没有获取锁，那么它将会把锁转变为饥饿模式。

饥饿模式(公平锁)

为了解决了等待 G 队列的长尾问题
饥饿模式下，直接由 unlock 把锁交给等待队列中排在第一位的 G(队头)，同 时，饥饿模式下，新进来的 G 不会参与抢锁也不会进入自旋状态，会直接进入 等待队列的尾部,这样很好的解决了老的 g 一直抢不到锁的场景。饥饿模式的触发条件，当一个 G 等待锁时间超过 1 毫秒时，或者当前队列只剩 下一个 g 的时候，Mutex 切换到饥饿模式。

总结

对于两种模式，正常模式下的性能是最好的，goroutine 可以连续多次获取 锁，饥饿模式解决了取锁公平的问题，但是性能会下降，其实是性能和公平的 一个平衡模式。

3、Mutex 允许自旋的条件

1 锁已被占用，并且锁不处于饥饿模式。
2 积累的自旋次数小于最大自旋次数(active_spin=4)。3 cpu 核数大于 1。
4 有空闲的 P。
5 当前 goroutine 所挂载的 P 下，本地待运行队列为空。

4、RWMutex 实现

通过记录 readerCount 读锁的数量来进行控制，当有一个写锁的时候，会将读 锁数量设置为负数 1<<30。目的是让新进入的读锁等待写锁之后释放通知读 锁。同样的写锁也会等等待之前的读锁都释放完毕，才会开始进行后续的操 作。而等写锁释放完之后，会将值重新加上 1<<30, 并通知刚才新进入的读锁(rw.readerSem)，两者互相限制。

5、RWMutex 注意事项

• RWMutex 是单写多读锁，该锁可以加多个读锁或者一个写锁

• 读锁占用的情况下会阻止写，不会阻止读，多个goroutine 可以同时获取读锁

• 写锁会阻止其他 goroutine(无论读和写)进来，整个锁由该 goroutine独占

• 适用于读多写少的场景

• RWMutex 类型变量的零值是一个未锁定状态的互斥锁。
  

• RWMutex 在首次被使用之后就不能再被拷贝。

• RWMutex 的读锁或写锁在未锁定状态，解锁操作都会引发 panic。
  

• RWMutex 的一个写锁 Lock 去锁定临界区的共享资源，如果临界区的共享资源已被(读锁或写锁)锁定，这个写锁操作的 goroutine 将被阻塞直到解锁。

• RWMutex 的读锁不要用于递归调用，比较容易产生死锁。
  

• RWMutex 的锁定状态与特定的 goroutine 没有关联。一个 goroutine 可以 RLock(Lock)，另一个 goroutine 可以 RUnlock(Unlock)。
  

• 写锁被解锁后，所有因操作锁定读锁而被阻塞的 goroutine 会被唤醒，并都可以成功锁定读锁。

• 读锁被解锁后，在没有被其他读锁锁定的前提下，所有因操作锁定写锁而被阻塞的 goroutine，其中等待时间最长的一个 goroutine 会被唤醒。
  

6、Cond 是什么

Cond 实现了一种条件变量，可以使用在多个 Reader 等待共享资源 ready 的场 景(如果只有一读一写，一个锁或者 channel 就搞定了)
每个 Cond 都会关联一个 Lock(*sync.Mutex or *sync.RWMutex)，当修改条 件或者调用 Wait 方法时，必须加锁，保护 condition。

7、Broadcast 和 Signal 区别

func (c *Cond) Broadcast()

Broadcast 会唤醒所有等待 c 的 goroutine。

调用 Broadcast 的时候，可以加锁，也可以不加锁。

func (c *Cond) Signal()

Signal 只唤醒 1 个等待 c 的 goroutine。
调用 Signal 的时候，可以加锁，也可以不加锁。

8、Cond 中 Wait 使用

func (c *Cond) Wait()

Wait()会自动释放 c.L，并挂起调用者的 goroutine。之后恢复执行，Wait()会 在返回时对 c.L 加锁。
除非被 Signal 或者 Broadcast 唤醒，否则 Wait()不会返回。
由于 Wait()第一次恢复时，C.L 并没有加锁，所以当 Wait 返回时，调用者通常 并不能假设条件为真。

取而代之的是, 调用者应该在循环中调用 Wait。(简单来说，只要想使用condition，就必须加锁。)

for !condition() {
    c.Wait()
}
... make use of condition ...
c.L.Unlock()
c.L.Lock()

9、WaitGroup 用法

一个 WaitGroup 对象可以等待一组协程结束。使用方法是:
1. main 协程通过调用 wg.Add(delta int) 设置 worker 协程的个数，然后创 建 worker 协程;
2.worker 协程执行结束以后，都要调用 wg.Done();

3.main 协程调用 wg.Wait() 且被 block，直到所有 worker 协程全部执行结束 后返回。

10、WaitGroup 实现原理

• WaitGroup 主要维护了 2 个计数器，一个是请求计数器 v，一个是等待计数 器 w，二者组成一个 64bit 的值，请求计数器占高 32bit，等待计数器占低32bit。

• 每次Add执行，请求计数器v加1，Done方法执行，请求计数器减1，v为0 时通过信号量唤醒 Wait()。

11、什么是 sync.Once

• Once 可以用来执行且仅仅执行一次动作，常常用于单例对象的初始化场 景。

• Once 常常用来初始化单例资源，或者并发访问只需初始化一次的共享资 源，或者在测试的时候初始化一次测试资源。

• sync.Once 只暴露了一个方法 Do，你可以多次调用 Do 方法，但是只有第 一次调用 Do 方法时 f 参数才会执行，这里的 f 是一个无参数无返回值 的函数。

12、什么操作叫做原子操作

一个或者多个操作在 CPU 执行过程中不被中断的特性，称为原子性(atomicity)。这些操作对外表现成一个不可分割的整体，他们要么都执行，要 么都不执行，外界不会看到他们只执行到一半的状态。而在现实世界中，CPU不可能不中断的执行一系列操作，但如果我们在执行多个操作时，能让他们的 中间状态对外不可见，那我们就可以宣城他们拥有了“不可分割”的原子性。

在 Go 中，一条普通的赋值语句其实不是一个原子操作。列如，在 32 位机器上 写 int64 类型的变量就会有中间状态，因为他会被拆成两次写操作(MOV)——写 低32位和写高32位。

13、原子操作和锁的区别

原子操作由底层硬件支持，而锁则由操作系统的调度器实现。锁应当用来保护 一段逻辑，对于一个变量更新的保护，原子操作通常会更有效率，并且更能利 用计算机多核的优势，如果要更新的是一个复合对象，则应当使用atomic.Value 封装好的实现。

14、什么是 CAS

CAS 的全称为 Compare And Swap，直译就是比较交换。是一条 CPU 的原子指 令，其作用是让 CPU 先进行比较两个值是否相等，然后原子地更新某个位置的 值，其实现方式是给予硬件平台的汇编指令，在 intel 的 CPU 中，使用的cmpxchg 指令，就是说 CAS 是靠硬件实现的，从而在硬件层面提升效率。

简述过程是这样:

假设包含 3 个参数内存位置(V)、预期原值(A)和新值(B)。V 表示要更新变量的 值，E 表示预期值，N 表示新值。仅当 V 值等于 E 值时，才会将 V 的值设为 N， 如果 V 值和 E 值不同，则说明已经有其他线程在做更新，则当前线程什么都不 做，最后 CAS 返回当前 V 的真实值。CAS 操作时抱着乐观的态度进行的，它总 是认为自己可以成功完成操作。基于这样的原理，CAS 操作即使没有锁，也可 以发现其他线程对于当前线程的干扰。

15、sync.Pool 有什么用

对于很多需要重复分配、回收内存的地方，sync.Pool 是一个很好的选择。频 繁地分配、回收内存会给 GC 带来一定的负担，严重的时候会引起 CPU 的毛 刺，而 sync.Pool 可以将暂时不用的对象缓存起来，待下次需要的时候直接 使用，不用再次经过内存分配，复用对象的内存，减轻 GC 的压力，提升系统 的性能。

最后：

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