Go并发编程：使用sync.RWMutex实现高效读写互斥

package main

import (
    "log"
    "math/rand"
    "sync" // 引入 sync 包
    "time"
)

// 模拟耗时操作的随机数生成器
var source *rand.Rand

func randomWait() {
    time.Sleep(time.Duration(source.Intn(100)) * time.Millisecond) // 模拟短暂的I/O或计算耗时
}

// Db结构体，嵌入sync.RWMutex以保护其内部数据
type Db struct {
    sync.RWMutex // 嵌入读写互斥锁
    data map[int]string // 模拟数据库存储，例如一个map
}

// NewDb 初始化一个新的数据库实例
func NewDb() *Db {
    return &Db{
        data: make(map[int]string),
    }
}

// Read 方法：获取读锁，允许多个并发读者同时访问
func (d *Db) Read(key int) (string, bool) {
    d.RLock() // 获取读锁，允许多个goroutine同时持有读锁
    defer d.RUnlock() // 使用defer确保读锁在函数返回时被释放

    log.Printf("Reader attempts to read key: %d", key)
    randomWait() // 模拟读取操作耗时
    val, ok := d.data[key]
    if ok {
        log.Printf("Reader successfully read key: %d, value: %s", key, val)
    } else {
        log.Printf("Reader: Key %d not found.", key)
    }
    return val, ok
}

// Write 方法：获取写锁，独占访问，阻塞所有读写操作
func (d *Db) Write(key int, value string) {
    d.Lock() // 获取写锁，此操作会阻塞所有其他读锁和写锁的获取
    defer d.Unlock() // 使用defer确保写锁在函数返回时被释放

    log.Printf("Writer attempts to write key: %d, value: %s", key, value)
    randomWait() // 模拟写入操作耗时
    d.data[key] = value
    log.Printf("Writer successfully wrote key: %d, value: %s", key, value)
}

func main() {
    seed := time.Now().UnixNano()
    source = rand.New(rand.NewSource(seed))

    db := NewDb()
    var wg sync.WaitGroup // 用于等待所有goroutine完成

    // 启动多个并发读者
    for i := 0; i < 5; i++ {
        wg.Add(1)
        go func(id int) {
            defer wg.Done()
            for j := 0; j < 5; j++ {
                key := source.Intn(10) // 随机读取0-9的键
                db.Read(key)
                time.Sleep(time.Duration(source.Intn(50)) * time.Millisecond) // 短暂等待
            }
        }(i)
    }

    // 启动多个并发写者
    for i := 0; i < 2; i++ {
        wg.Add(1)
        go func(id int) {
            defer wg.Done()
            for j := 0; j < 3; j++ {
                key := source.Intn(10) // 随机写入0-9的键
                value := time.Now().Format("15:04:05.000") + "-by-writer-" + string(rune('A'+id))
                db.Write(key, value)
                time.Sleep(time.Duration(source.Intn(100)) * time.Millisecond) // 短暂等待
            }
        }(i)
    }

    wg.Wait() // 等待所有读者和写者goroutine完成
    log.Println("所有读写操作完成。")
}