go 并发编程 之 数据竞争 data race （三）
前言
两个或多个 goroutine 访问同一个资源(如变量或数据结构)，并尝试对该资源进行读写而不考虑其他 goroutine。这种类型的代码可以创建你见过的最疯狂和最随机的 bug。通常需要大量的日志记录和运气才能找到这些类型的bug。
提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考
一、data race 会出现什么结果呢？
例子 一
package mainimport ("fmt""sync"
)var Counter int = 0
var wg sync.WaitGroupfunc main() {for i := 0; i < 100000; i++ {for routine := 1; routine <= 2; routine++ {wg.Add(1)go Routine(routine)}wg.Wait()}fmt.Println(Counter)
}
//399718 399574 399634
func Routine(id int) {for conut := 0; conut < 2; conut++ {Counter++}//399618 399650wg.Done()
}
399718 399574 399634 这是上面代码 执行3次的结果 每次都不一样
我们来分析一下：
最好的情况 4 Routine1 读 和 写 执行完 Routine2 才开始执行 读取到的是结果加2的数据 在次累加
最坏的情况：2 Routine1 读 和 写 中间 Routine2 开始执行了 读取到未累加的数据
这里还有一个问题 i++ 是不是原子的？
在上面这个例子执行完就知道不是原子的了。我们来看看 低层汇编的代码
0x0031 00049 (main.go:29) MOVQ "".Counter(SB), AX //将 Counter 变量复制给 AX 0x0038 00056 (main.go:29) INCQ AX //将 AX ++ 0x003b 00059 (main.go:29) MOVQ AX, "".Counter(SB) //将 AX 重新赋值给 Counter
二 如何检测 data race
Go 1.1中，Go 工具引入了一个 race detector。
竞争检测器是在构建过程中内置到程序中的代码。
然后，一旦你的程序运行，它就能够检测并报告它发现的任何竞争条件。
它非常酷，并且在识别罪魁祸首的代码方面做了令人难以置信的工作。
例子 一 全局变量
package mainimport ("fmt""sync"
)var Counter int = 0
var wg sync.WaitGroupfunc main() {for i := 0; i < 100000; i++ {for routine := 1; routine <= 2; routine++ {wg.Add(1)go Routine(routine)}wg.Wait()}fmt.Println(Counter)
}
//399718 399574 399634
func Routine(id int) {for conut := 0; conut < 2; conut++ {Counter++fmt.Println(Counter)}/**0x0031 00049 (main.go:29) MOVQ "".Counter(SB), AX0x0038 00056 (main.go:29) INCQ AX0x003b 00059 (main.go:29) MOVQ AX, "".Counter(SB)*///399618 399650wg.Done()
}
这个例子跟 上面那个例子一样，我们试一下 go run -race main.go
结果如下
routine8 在 0x00000063eec8 地址读的时候 routine7 在 0x00000063eec8 这个地址上写入
例子 二 临时变量
func main() {var wg sync.WaitGroupwg.Add(5)for i := 0; i < 5; i++ {go func() {fmt.Println(i)wg.Done()}()}wg.Wait()
}这个代码在 很多面试题种也会提到这个 请问 打印的结果是什么？？
结果的答案 是不确定的。但是常见的但是 是 会出现 5个 5
我们来检测一下 结果出现 两个争抢
三 single machine word 相关的例子
大家看一下 ，下面的代码
single machine word 在64位是 8字节的 在go中 一个指针 类型的 也是8 字节
这个例子会出现的 data race 吗
package mainimport "fmt"type IceCreamMaker interface {// Hello greets a customerHello()
}type Ben struct {name string
}func (b *Ben) Hello() {fmt.Printf("Ben says, \"Hello my name is %s\"\n", b.name)
}type Jerry struct {name string
}func (j *Jerry) Hello() {fmt.Printf("Jerry says, \"Hello my name is %s\"\n", j.name)
}func main() {var ben = &Ben{"Ben"}var jerry = &Jerry{"Jerry"}var maker IceCreamMaker = benvar loop0, loop1 func()loop0 = func() {maker = bengo loop1()}loop1 = func() {maker = jerrygo loop0()}go loop0()for {maker.Hello()}
}我们先执行看一下 多试一下 发现结果中好像混入一个神奇的数据
Ben says, "Hello my name is Ben" Jerry says, "Hello my name is Jerry" Jerry says, "Hello my name is Jerry" Ben says, "Hello my name is Jerry" Ben says, "Hello my name is Ben"Ben says, "Hello my name is Jerry" 为什么会出现 这个类 Ben 他居然不知道他是谁 发神经了吗？指针赋值不是 原子的吗？？？？
interface 类型
接口在概念上是一个具有两个字段的结构。
类型指向一个结构，该结构描述实现此接口的值的类型。
数据指向实现本身的值。Data 的内容作为任何通过接口调用的方法的接收者传递。
type interface struct {Type uintptr // points to the type of the interface implementationData uintptr // holds the data for the interface's receiver
}对于 var maker IceCreamMaker = ben 语句，编译器将生成执行以下操作的代码。
接口的 Type 字段设置为指向 * Ben 类型的定义，
Data 字段包含 Ben 的副本，即指向 Ben 值的指针。
当 loop1()执行语句 maker = jerry 时，必须更新接口值的两个字段。
Type 现在指向 * Jerry 的定义，而 Data 包含一个指向 Jerry 实例的指针。
Go 内存模型说，写入单个 single machine word 将是原子的，但接口是两个字的值。
当接口值被更改时，另一个 goroutine 可能会观察到它的内容。
在这种情况下，它可能会看到这样的东西，
所以 Jerry 的 Hello ()函数被调用了。
这个案例的两个结构体的内存布局一模一样所以出现错误也不会 panic 退出。
如果在里面再加入一个 string 的字段，去读取就会导致 panic。
这种错误在线上实在太难发现了，如果 有人把结构体的类型更改了，就会造成非常严重的错误
文献
Ice cream makers and data races – The acme of foolishness
Ice Cream Makers and Data Races Part II
https://medium.com/a-journey-with-go/go-discovery-of-the-trace-package-e5a821743c3c
Introducing the Go Race Detector - go.dev
Share Memory By Communicating - go.dev 这个是官方共享内存的文档
总结
没有安全的 data race(safe data race)。您的程序要么没有 data race，要么其操作未定义。
原子性
可见行
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