Неожиданное поведение при тестировании состояния гонки с WaitGroup - PullRequest
Новая
       16

Неожиданное поведение при тестировании состояния гонки с WaitGroup

0 голосов
/ 15 декабря 2018

У меня была задача смоделировать условия гонки в Го.Однако я столкнулся с делом, которое не могу объяснить.Фрагмент кода ниже 

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var value, totalOps, totalIncOps, totalDecOps int

func main() {
    fmt.Println("Total value: ", simulateRacing(10000))
    fmt.Print("Total iterations: ", totalOps)
    fmt.Print(" of it, increments: ", totalIncOps)
    fmt.Print(", decrements: ", totalDecOps)
}

// Function to simulate racing condition
func simulateRacing(iterationsNumber int) int {
    value = 0
    // Define WaitGroup
    var waitGroup sync.WaitGroup
    waitGroup.Add(2)

    go increaseByOne(iterationsNumber, &waitGroup)
    go decreaseByOne(iterationsNumber, &waitGroup)

    waitGroup.Wait()

    return value
}

// Function to do N iterations, each time increasing value by 1
func increaseByOne(N int, waitGroup *sync.WaitGroup) {
    for i := 0; i < N; i++ {
        value++
        // Collecting stats
        totalOps++
        totalIncOps++
    }
    waitGroup.Done()
}

// Same with decrease
func decreaseByOne(N int, waitGroup *sync.WaitGroup) {
    for i := 0; i < N; i++ {
        value--
        // Collecting stats
        totalOps++
        totalDecOps++
    }
    waitGroup.Done()
}

Насколько я понимаю, он должен давать согласованный (детерминированный) результат каждый раз, поскольку мы делаем одинаковое количество приращений и уменьшений, а группа WaitGroup обеспечивает выполнение обеих функций.

Однако каждый раз выходные данные различаются, только счетчики приращений и уменьшений остаются неизменными. Общее значение: 2113 Общее число итераций: 17738, приращения: 10000, декременты: 10000 и Общее значение: 35 Общее количество итераций: 10741, приращения: 10000, декременты: 10000

Может быть, вы можете помочь мне объяснить это поведение?Почему счетчик полных итераций и само значение недетерминированы?

Ответы [ 2 ]

0 голосов
/ 15 декабря 2018

Это классический пример состояния гонки.value++ не является атомарной операцией, поэтому нет никаких гарантий, что она будет работать правильно или детерминистически при вызове из нескольких потоков без синхронизации.

Чтобы дать некоторую интуицию, value++ более или менее эквивалентно value = value + 1.Вы можете думать об этом как о трех операциях, а не об одной: загрузка value из памяти в регистр ЦП, увеличение значения в регистре (вы не можете изменять память напрямую), сохранение значения обратно в память.Два потока могут одновременно загружать одно и то же значение, увеличивать его, получать один и тот же результат, а затем записывать его обратно, поэтому оно фактически увеличивает value на 1, а не на два.

Поскольку порядок операций между потоками не-детерминированный, результат также является недетерминированным.

Тот же самый эффект происходит с totalOps.Тем не менее, totalIncOps и totalDecOps только когда-либо изменяются / читаются одним потоком, поэтому здесь нет расы, и их конечные значения являются детерминированными.

0 голосов
/ 15 декабря 2018

, поскольку операции со значениями переменных, totalOps, totalIncOps и totalDecOps не заблокированы

Добавление мьютекса должно помочь.Функция детектора гонки Go найдет эту ошибку 

var m sync.Mutex

func increaseByOne(N int, waitGroup *sync.WaitGroup) {
    for i := 0; i < N; i++ {
        m.Lock()
value++
        // Collecting stats
        totalOps++
        totalIncOps++
        m.Unlock()
    }
    waitGroup.Done()
}

// Same with decrease
func decreaseByOne(N int, waitGroup *sync.WaitGroup) {
    for i := 0; i < N; i++ {
        m.Lock()
        value--
        // Collecting stats
        totalOps++
        totalDecOps++
        m.Unlock()
    }
    waitGroup.Done()
}

Альтернативой вышеупомянутому может быть использование Sync.Atomic для счетчиков

...