Как организовать мьютексы для многопоточной работы с данными по разным пользователям без блокировки всего стореджа

Что проверяют

Умеете ли вы сузить область блокировки и при этом не получить гонку на самой карте мьютексов. Следом обычно спрашивают, как удалять мьютексы ушедших пользователей и чем здесь поможет или не поможет sync.Map.

Как отвечать

Рабочих подходов два, их стоит сравнить.

• шардированная карта (lock striping): фиксированный массив из N шардов, в каждом своя map и sync.RWMutex. Шард выбирается хэшем ключа (hash/maphash или hash/fnv) по модулю N. Код простой, память под мьютексы не растёт, пользователи из разных шардов не мешают друг другу. Цена: два пользователя из одного шарда всё же ждут друг друга, поэтому N берут с запасом, например 256;
• мьютекс на ключ: карта map[string]*entry, где entry содержит свой sync.Mutex и данные пользователя. Саму карту защищает общий мьютекс, но держат его только на время поиска или создания записи, дальше блокируется мьютекс записи. То же можно сделать через sync.Map и LoadOrStore, чтобы две горутины не создали две записи для одного ключа.

У второго варианта есть ловушка: записи копятся вечно. Для удаления нужен счётчик ссылок под общим мьютексом, иначе вы удалите мьютекс, который прямо сейчас ждёт другая горутина.

Если чтений намного больше, чем записей, RWMutex в шарде даёт выигрыш, иначе обычный Mutex дешевле. Альтернатива без мьютексов: по горутине-владельцу на шард и обмен через каналы.

Проверяется всё через go test -race, а go vet поймает копирование структуры с мьютексом внутри.

Где спотыкаются

Читают карту мьютексов без блокировки, как в store.userMu[name].Lock(), пока другая горутина добавляет пользователя. На одновременные чтение и запись в map рантайм обычно отвечает падением с concurrent map read and map write.

Отдают наружу указатель на данные пользователя. Мьютекс защищает только код внутри методов, а вызывающий меняет поля уже без блокировки.

Считают sync.Map картой с блокировкой по ключу. Она защищает только саму карту, а изменение значения внутри по-прежнему требует своего мьютекса или атомиков.