没有互斥量的情况下同时读取或写入会发生什么情况

在Go中,使用sync.Mutexchan来防止并发访问共享对象。但是,在某些情况下,我只是对变量或对象字段的最新值感兴趣。 还是我喜欢写一个值,不在乎另一个go例程稍后会覆盖它还是之前已经覆盖它。

更新:TLDR;只是不要这样做。这不安全。阅读答案,评论和链接的文档!

这是示例程序的两个变体goodbad,其中两个变体似乎都使用当前的Go运行时产生“正确的”输出:

package main

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

var bogus = flag.Bool("bogus",false,"use bogus code")

func pause() {
    time.Sleep(time.Duration(rand.Uint32()%100) * time.Millisecond)
}

func bad() {
    stop := time.After(100 * time.Millisecond)
    var name string

    // start some producers doing concurrent writes (DANGER!)
    for i := 0; i < 10; i++ {
        go func(i int) {
            pause()
            name = fmt.Sprintf("name = %d",i)
        }(i)
    }

    // start consumer that shows the current value every 10ms
    go func() {
        tick := time.Tick(10 * time.Millisecond)
        for {
            select {
            case <-stop:
                return
            case <-tick:
                fmt.Println("read:",name)
            }
        }
    }()

    <-stop
}

func good() {
    stop := time.After(100 * time.Millisecond)
    names := make(chan string,10)

    // start some producers concurrently writing to a channel (GOOD!)
    for i := 0; i < 10; i++ {
        go func(i int) {
            pause()
            names <- fmt.Sprintf("name = %d",i)
        }(i)
    }

    // start consumer that shows the current value every 10ms
    go func() {
        tick := time.Tick(10 * time.Millisecond)
        var name string
        for {
            select {
            case name = <-names:
            case <-stop:
                return
            case <-tick:
                fmt.Println("read:",name)
            }
        }
    }()

    <-stop
}

func main() {
    flag.Parse()
    if *bogus {
        bad()
    } else {
        good()
    }
}

预期输出如下:

...
read: name = 3
read: name = 3
read: name = 5
read: name = 4
...

read:read: name=[0-9]的任何组合都是此程序的正确输出。接收其他任何字符串作为输出将是错误的。

使用go run --race bogus.go运行此程序是安全的。

但是,go run --race bogus.go -bogus警告并发读写。

对于map类型,当附加到切片时,我始终需要互斥或类似的保护方法,以避免出现段错误或意外行为。但是,将字面量(原子值)读写到变量或字段值似乎是安全的。

问题:我可以安全地读取和安全地并发哪些Go数据类型,而无需使用mutext,不会产生段错误以及无需从内存中读取垃圾?

说明,为什么您的答案中在Go中安全或不安全

更新:我重新编写了示例,以更好地反映原始代码,其中我遇到了并发写入问题。重要的观点已经在评论中。我将接受一个答案,该答案将足够详细地总结这些学习内容(尤其是在Go运行时中)。

wslw520 回答:没有互斥量的情况下同时读取或写入会发生什么情况

我可以安全地读取和安全写入哪种Go数据类型,而无需使用mutext,不产生段错误以及不从内存中读取垃圾?

没有。

真的很简单:在任何情况下,您都无法同时对Go中的任何内容进行读写。

(顺便说一句:您的“正确”程序是不正确的,它很讲究,即使您摆脱了竞争状况,它也不会确定地产生输出。)

,

但是,在某些情况下,我只是对变量或对象字段的最新值感兴趣。

这是一个基本问题:“最新”一词是什么意思?

从数学上讲,假设我们有一个值序列 X i ,其中 0 。如果 j> i ,显然 X j 比“ X i ”高。这是“最新”的一个很好的简单定义,可能正是您想要的。

但是,当一台计算机中的两个单独的CPU(包括Go程序中的两个goroutine)同时在工作时,时间本身就失去了意义。我们不能说i j。因此,最新一词没有正确的定义。

为解决此类问题,现代的CPU硬件以及Go作为一种编程语言,为我们提供了某些同步原语。如果CPU A和CPU B执行内存围栏指令或同步指令,或使用任何其他存在的硬件规定,则CPU(和/或某些外部硬件)将插入“时间”概念所需的所有内容,以重新获得其含义。也就是说,如果CPU使用屏障指令,则可以说在屏障之前执行的内存加载或存储是“之前”,而在之后执行的内存加载或存储是“ before” 障碍是“之后”。

(在某些现代硬件中,实际的实现由加载和存储缓冲区组成,这些缓冲区可以重新排列加载和存储进入内存的顺序。barrier指令要么同步缓冲区,要么在缓冲区中放置实际的屏障,因此这种特定的具体实现方式为解决问题提供了一种简便的方法,但它并不完整:您应该将时间视为硬件之外的不存在提供同步,即从某些位置加载和存储到某个位置的所有都是同时发生的,而不是按顺序进行,除了这些障碍。

无论如何,Go的sync软件包为您提供了一种简单的高级访问方法,以应对这些类型的障碍。在互斥锁Lock调用之前执行的编译代码确实在 before 之前完成了锁定功能,并且在调用之后执行的代码直到 after 之后才真正启动。锁功能返回。

Go的频道提供了相同的前后时间保证。

Go的sync/atomic软件包提供了更低级别的保证。通常,应避免这样做,而应使用更高级别的频道或sync.Mutex样式保证。 (编辑以添加注释:您可以在此处 使用sync/atomic的{​​{1}}操作,但不能直接使用Pointer类型,因为Go字符串实际上实现为包含两个单独值的标头:一个指针和一个长度,可以通过更新指向string对象的指针来解决另一层间接寻址问题,但是在考虑这样做之前,您应该先进行基准测试使用该语言的首选方法并验证它们是否存在问题,因为在string级别上工作的代码很难编写和调试。)

,

为什么不能使用频道

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func main() {

    var wg sync.WaitGroup // wait group to close channel
    var buffer int = 1    // buffer of the channel

    // channel to get the share data
    cName := make(chan string,buffer)
    for i := 0; i < 10; i++ {
        wg.Add(1) // add to wait group
        go func(i int) {
            cName <- fmt.Sprintf("name = %d",i)
            wg.Done() // decrease wait group.
        }(i)

    }

    go func() {
        wg.Wait() // wait of wait group to be 0
        close(cName) // close the channel
    }()

    // process all the data
    for n := range cName {
        println("read:",n)
    }

}

上面的代码返回以下输出

read: name = 0
read: name = 5
read: name = 1
read: name = 2
read: name = 3
read: name = 4
read: name = 7
read: name = 6
read: name = 8
read: name = 9

https://play.golang.org/p/R4n9ssPMOeS

Article about channels

本文链接:https://www.f2er.com/2311327.html

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