数据丢失了？我的一百万数据剩下了三十多万，为什么？并发问题

Posted 2021-11-02 了 凡

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– 我是了凡，喜欢每日在简书上投稿日更的读书感悟笔名：三月_刘超。专注于 Go Web 后端，了解过一些Python、Java、算法、前端等领域。微信公众号【了凡银河系】期待你的关注，企鹅群号（798829931）。未来大家一起加油啊~

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背景

都熟知Go语言擅长并发操作，但是对于初步踏入小白的我，今天遇到了一个问题，就是数据丢失了！！

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文章目录

• 背景
• 原问题
• • 程序
  • 结果
• 分析问题
• • 如何查找类似问题
• 解决问题
• • 结果
• 总结

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原问题

今日我写了一个小程序进行尝试并发操作，例如：我们使用了10个协程（goroutine），并发的对一个变量进行累加操作，每个goroutine负责执行十万次操作，我们期望最终结果一定是 十个协程 * 十万次累加 = 一百万条数据，下面我们看一下代码描述的是否正确。

程序

package main

import (
   "fmt"
   "sync"
)

func main() {
   var count = 0
   // 使用WaitGroup等待10个goroutine完成
   var wg sync.WaitGroup
   wg.Add(10)
   for i := 0; i < 10; i++ {
      go func() {
         defer wg.Done()
         // 对变量count执行10次加1
         for j := 0; j < 100000; j++ {
            count ++
         }
      }()
   }
   // 等待10个goroutine完成
   wg.Wait()
   fmt.Println(count)
}

结果

我们可以清楚的看到只有 三十多万 的数据没有达到我们期望的数据，为什么呢？

分析问题

首先我们对于下面代码进行分析

go func() {
 defer wg.Done()
   // 对变量count执行10次加1
   for j := 0; j < 100000; j++ {
      count ++
   }
}()

其他都没有什么问题，我们细看 for 循环内的操作，只有一个 count ++ 操作，如果有一点语言语法基础的同学应该明白 ++ 操作在计算机底层是如何操作的，至少需要三步以上的操作例如：取变量count的当前值，对这个值加1，把结果在保存到count中（详细在下方），这样很显然不是原子操作，既然是原子一定是不可再分割的，所以这样就可能存在并发的问题。

汇编语言里的 count操作

MOVQ  "".COUNT(SB), AX
LEAQ  1(AX), CX
MOVQ  CX, "".count(SB)

比如，10个goroutine同时读取到 count 的值为9000，接着各自按照自己的逻辑加1，值变成了9001，然后把这个结果再写回到 count 变量。但是，实际上，此时我们增加的总数应该是10才对，这里却只增加了1，好多计数都被“吞”掉了。这是并发访问共享数据的常见错误。

也许这样的问题一些有经验的很容易就能解决，但是如果一些问题没有经验该如何呢？

如何查找类似问题

这个时候介绍 Go 提供了一个检测并发访问共享资源是否有问题的工具：race detector，它可以自动发现程序有没有data race的问题。

使用检测工具：

go run -race main.go

例如：

在编译（compile），测试（test）或者运行（run）Go代码的时候，加上race参数，就有可能发现并发问题。以上结果我们可以清晰的看到具体哪一行有并发问题，就很清晰的可以解决了。当然这个工具开启了race的程序部署在线上，还是比较影响性能的。

解决问题

上面的程序问题就是，共享资源是count变量，临界区是count ++，只要在临界区前面获取锁，在离开临界区的时候释放锁，就能完美地解决data race的问题了。

package main

import (
   "fmt"
   "sync"
)

func main() {
   // 互斥锁保护计算器
   var mu sync.Mutex

   // 计数器的值
   var count = 0

   // 使用WaitGroup等待10个goroutine完成
   var wg sync.WaitGroup

   wg.Add(10)

   for i := 0; i < 10; i++ {
      go func() {
         defer wg.Done()
         // 对变量count执行10次加1
         for j := 0; j < 100000; j++ {
            mu.Lock()
            count ++
            mu.Unlock()
         }
      }()
   }

   // 等待10个goroutine完成
   wg.Wait()
   fmt.Println(count)
}

结果

可以发现正常执行，加上data race也没有警告问题，完美解决。

总结

1. 并发访问共享数据的常见错误的解决方案
2. 使用 race detector（ go run -race main.go ）可以检查并发问题

这次就先讲到这里，如果想要了解更多的golang语言内容一键三连后序每周持续更新！微信公众号【了凡银河系】期待你的关注。

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