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Golang的Data Race问题 ​

了解Race ​

很多时候，当我们写出一个程序时，我们并不知道这个程序在并发情况下会不会出现什么问题。所以在本质上说，goroutine的使用增加了函数的危险系数。比如一个全局变量，如果没有加上锁，我们写一个比较庞大的项目下来，根本不知道这个变量是不是会引起多个goroutine竞争。 官网的文章 Introducing the Go Race Detector 给出的例子就说明了这点：

go
package main

import(
    "time"
    "fmt"
    "math/rand"
)

func main() {
    start := time.Now()
    var t *time.Timer
    t = time.AfterFunc(randomDuration(), func() {
        fmt.Println(time.Now().Sub(start))
        t.Reset(randomDuration())
    })
    time.Sleep(5 * time.Second)
}

func randomDuration() time.Duration {
    return time.Duration(rand.Int63n(1e9))
}

这个例子看起来没有任何问题，但是实际上， time.AfterFunc是会另外启动一个goroutine来进行计时和执行func()。由于 func 中有对 t(Timer)进行 Reset操作，而主goroutine也有对t进行操作 t = time.After。这个时候，其实有可能会造成两个goroutine对同一个变量进行竞争的情况。

这个例子有点复杂，简化一下，使用一个简单的例子：

go
package main

import(
    "time"
    "fmt"
)

func main() {
    a := 1
    go func(){
        a = 2
    }()
    a = 3
    fmt.Println("a is ", a)

    time.Sleep(2 * time.Second)
}

在这段代码中，go func 触发的goroutine会修改 a 。主goroutine也会对对 a 进行修改。但是如果我们只运行 go run ，我们可能往往不会发现什么太大的问题。

bash
go run main.go
a is 3

可喜的是，golang在1.1之后引入了竞争检测的概念，我们可以使用 go run -race 或者 go build -race 来进行竞争检测。

Golang语言内部大概的实现就是同时开启多个 goroutine 执行同一个命令，并记录每个变量的状态。 如果用race来检测上面的程序，我们就会看到输出：

bash
go run -race main.go

a is  3
==================
WARNING: DATA RACE
Write at 0x00c00012c058 by goroutine 7:
  main.main.func1()
      E:/GoModule/go-learning/main.go:11 +0x44

Previous write at 0x00c00012c058 by main goroutine:
  main.main()
      E:/GoModule/go-learning/main.go:13 +0x92

Goroutine 7 (running) created at:
  main.main()
      E:/GoModule/go-learning/main.go:10 +0x84
==================
Found 1 data race(s)
exit status 66

这个命令输出了 Warning， 告诉我们，goroutine7 运行到第11行进行触发近竞争了。而且从第14行得知groutine7是在第10行创建的，这样我们就知道这个程序在这个地方写的有问题了。

当然这个参数会引发CPU和内存的使用增加，所以基本是在测试环境使用，不是在正式环境开启。

解决方案 ​

  1. 利用atomic包来原子操作
go
package main

import (
  "fmt"
  "sync/atomic"
  "time"
)

var value atomic.Value

func main() {
  a := 1
  value.Store(a)
  go func() {
    a := value.Load().(int)
    a = 2
    value.Store(a)
  }()
  a = value.Load().(int)
  a = 3
  value.Store(a)
  fmt.Println("a is ", a)

  time.Sleep(2 * time.Second)
}
  1. 利用Mutex锁
go
package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)

var mu sync.Mutex

func main() {
	a := 1
	go func() {
		mu.Lock()
		a = 2
		mu.Unlock()

	}()
	mu.Lock()
	a = 3
	fmt.Println("a is ", a)
	mu.Unlock()

	time.Sleep(2 * time.Second)
}

参考资料 ​