答案：Go语言通过sync.RWMutex实现并发安全缓存，读写分离提升性能，结合过期机制与定时清理，支持高并发场景下的数据一致性与高效访问。
在高并发场景下，缓存系统能显著提升性能，但必须保证数据的一致性和访问的安全性。Go语言提供了丰富的并发控制机制，其中 sync 包和读写锁（RWMutex）是构建并发安全缓存的核心工具。
缓存的基本结构设计
一个简单的内存缓存通常包含键值存储、过期机制和并发保护。使用 map 存储数据，sync.RWMutex 控制读写访问，避免竞态条件。
基本结构如下：
type Cache struct {
data map[string]interface{}
mu sync.RWMutex
}
data 保存缓存项，mu 提供读写锁支持。读操作用 RLock()，写操作用 Lock()，确保多个读不阻塞，写操作独占访问。
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读写锁的实际应用
读写锁适用于读多写少的场景，这正是缓存系统的典型特征。通过分离读锁和写锁，可以大幅提升并发性能。
获取缓存值（读操作）：
func (c *Cache) Get(key string) (interface{}, bool) {
c.mu.RLock()
defer c.mu.RUnlock()
val, ok := c.data[key]
return val, ok
}
设置缓存值（写操作）：
func (c *Cache) Set(key string, value interface{}) {
c.mu.Lock()
defer c.mu.Unlock()
c.data[key] = value
}
删除操作同样需要写锁：
func (c *Cache) Delete(key string) {
c.mu.Lock()
defer c.mu.Unlock()
delete(c.data, key)
}
添加过期机制与自动清理
真实项目中，缓存需要支持过期时间。可以在值上封装元信息，记录过期时间戳。
type item struct {
value interface{}
expireTime int64 // 时间戳，0 表示永不过期
}
判断是否过期：
func (it *item) isExpired() bool {
if it.expireTime == 0 {
return false
}
return time.Now().Unix() > it.expireTime
}
Get 方法需检查过期并自动清理：
func (c *Cache) Get(key string) (interface{}, bool) {
c.mu.RLock()
it, ok := c.data[key]
c.mu.RUnlock()
if !ok || it.isExpired() {
c.Delete(key) // 异步或同步清理
return nil, false
}
return it.value, true
}
可额外启动一个定时任务，周期性清理过期项，避免堆积。
优化建议与注意事项
使用 sync.RWMutex 虽然简单高效，但在极端高并发写场景下可能造成读饥饿。合理控制锁粒度，必要时可分片缓存（sharding），降低锁冲突。
常见优化点：
- 使用 sync.Map 替代手动加锁，适用于读写频率接近的场景
- 引入 LRU 或 TTL 策略，限制缓存大小
- 避免在锁内执行耗时操作，如网络请求
- 测试时开启 -race 检测竞态条件
基本上就这些。合理利用 Go 的并发原语，就能构建出简洁高效的缓存系统。
