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一、名詞解析
1、data race: Any race is a bug
定義： ①多個線程(協(xié)程)對于同一個變量、②同時地、③進行讀/寫操作、并且④至少有一個線程進行寫操作。（也就是說，如果所有線程都是只進行讀操作，那么將不構(gòu)成數(shù)據(jù)爭用）
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后果： 如果發(fā)生了數(shù)據(jù)爭用，讀取該變量時得到的值將變得不可知(根據(jù)內(nèi)存模型)，使得該多線程程序的運行結(jié)果將完全不可預測，有一定可能會導致直接崩潰。
如何防止： 對于有可能被多個線程同時訪問的變量使用排他訪問控制，具體方法包括使用mutex（互斥量）或者使用atomic變量。
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作者注加一條規(guī)則：凡是若干線程（協(xié)程）對一個共享變量進行同步操作，且其中有一個是寫操作的，那么讀/寫都要考慮使用原子操作。
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race condition（競態(tài)條件）
讀取到數(shù)據(jù)中間狀態(tài)的的情形就是 race condition。相對于數(shù)據(jù)爭用(data race)，競態(tài)條件(race condition)指的是更加高層次的更加復雜的現(xiàn)象，一般需要在設計并行程序時進行細致入微的分析，才能確定。（也就是隱藏得更深）.
定義：受各線程上代碼執(zhí)行的順序和時機的影響，程序的運行結(jié)果產(chǎn)生（預料之外）的變化。
后果：如果存在競態(tài)條件(race condition)，多次運行程序?qū)τ谕粋€輸入將會有不同的結(jié)果，但結(jié)果并非完全不可預測，它將由輸入數(shù)據(jù)和各線程的執(zhí)行順序共同決定。
如何預防：競態(tài)條件產(chǎn)生的原因很多是對于同一個資源的一系列連續(xù)操作并不是原子性的，也就是說有可能在執(zhí)行的中途被其他線程搶占，同時這個“其他線程”剛好也要訪問這個資源。解決方法通常是：將這一系列操作作為一個critical section（臨界區(qū)）。
2、undefined behavior（未定義行為）
未定義行為是指執(zhí)行某種計算機代碼所產(chǎn)生的結(jié)果，這種代碼在當前程序狀態(tài)下的行為在其所使用的語言標準中沒有規(guī)定。在 Go 的內(nèi)存模型中，有race的Go程序的行為是未定義行為
3、go run/build -race（開啟race檢測）
golang在1.1之后引入了競爭檢測的概念。我們可以使用go run -race或者go build -race來進行競爭檢測。-race選項打開了data race detector用來檢查這個錯誤，而且關(guān)閉了相關(guān)的編譯器優(yōu)化（作者注：就是為了不讓編譯器優(yōu)化代碼，能看清楚完整代碼）。（原因是）go編譯器認為race代碼是dead code，可能直接優(yōu)化掉。
4、原子性
一個或者多個操作在 CPU 執(zhí)行的過程中不被中斷的特性，稱為原子性（atomicity）。這些操作對外表現(xiàn)成一個不可分割的整體，他們要么都執(zhí)行，要么都不執(zhí)行，外界不會看到他們只執(zhí)行到一半的狀態(tài)。
5、原子操作
原子操作（atomic operation）指的是由多步操作組成的一個操作。如果該操作不能原子地執(zhí)行，則要么執(zhí)行完所有步驟，要么一步也不執(zhí)行，不可能只執(zhí)行所有步驟的一個子集。
在單核系統(tǒng)里，單個的機器指令可以看成是原子操作（如果有編譯器優(yōu)化、亂序執(zhí)行等情況除外），在單核CPU中， 能夠在一個指令中完成的操作都可以看作為原子操作， 因為中斷只發(fā)生在指令間；
在多核系統(tǒng)中，單個的機器指令就不是原子操作，因為多核系統(tǒng)里是多指令流并行運行的，一個核在執(zhí)行一個指令時，其他核同時執(zhí)行的指令有可能操作同一塊內(nèi)存區(qū)域，從而出現(xiàn)數(shù)據(jù)競爭現(xiàn)象。
多核系統(tǒng)中的原子操作通常使用內(nèi)存柵障（memory barrier）來實現(xiàn)，即一個CPU核在執(zhí)行原子操作時，其他CPU核必須停止對內(nèi)存操作或者不對指定的內(nèi)存進行操作，這樣才能避免數(shù)據(jù)競爭問題。
在多核CPU的時代，體系中運行著多個獨立的CPU，即使是可以在單個指令中完成的操作也可能會被干擾. 典型的例子就是decl指令(遞減指令)， 它細分為三個過程: “讀->改->寫”， 涉及兩次內(nèi)存操作。如果多個CPU運行的多個進程在同時對同一塊內(nèi)存執(zhí)行這個指令，那情況是無法預測的。
二、代碼分析
race 多協(xié)程寫分析
golang在1.1之后引入了競爭檢測的概念。我們可以使用go run -race 或者 go build -race 來進行競爭檢測。
golang語言內(nèi)部大概的實現(xiàn)就是同時開啟多個goroutine執(zhí)行同一個命令，并且紀錄每個變量的狀態(tài)。
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)
}
如果使用go run -race 1.go，將出現(xiàn)下列提示：
a is 3
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WARNING: DATA RACE
Write at 0x00c00012c058 by goroutine 7:
main.main.func1()
E:/hello/list/main/1.go:11 +0x44
Previous write at 0x00c00012c058 by main goroutine:
main.main()
E:/hello/list/main/1.go:13 +0x92
Goroutine 7 (running) created at:
main.main()
E:/hello/list/main/1.go:10 +0x84
==================
Found 1 data race(s)
exit status 66
這個命令輸出了WARNING：DATA RACE
總結(jié)
本篇主要介紹了一些術(shù)語，引用了一條規(guī)則：凡是多線程對共享變量涉及到寫操作，都要考慮使用原子操作。
其次，介紹了-race選項，可以對代碼涉及競態(tài)的問題做個檢查。
當前題目：Go開發(fā)競態(tài)檢測科普文
網(wǎng)站URL：http://www.dlmjj.cn/article/dpeecsg.html
