Können gleichzeitige Lese- und Schreibvorgänge in Go-Strukturen ohne Sperren funktionieren und warum ist dies riskant?

Golang-Struktur gleichzeitiges Lesen und Schreiben ohne Sperre: Warum möglich, aber riskant

Es wurde beobachtet, dass gleichzeitige Lese- und Schreibvorgänge für eine Struktur in Go kann ohne Sperre betrieben werden und funktioniert dennoch ohne erkennbare Probleme. Dies wird durch die bereitgestellte Funktion concurrentStruct() veranschaulicht, bei der zwei Goroutinen das Feld einer gemeinsam genutzten Struktur kontinuierlich ändern. Trotz Warnungen, die auf mögliche Datenrennen hinweisen, wird der Code erfolgreich ausgeführt.

Dieses Verhalten ergibt sich aus dem Speichermodell von Go und der Tatsache, dass Strukturen als Referenz übergeben werden, was bedeutet, dass alle Goroutinen an derselben Instanz der Struktur arbeiten. Solange die einzelnen Feldzugriffe atomar sind, gibt es keine Garantie für Datenkorruption.

Von einem solchen Verhalten wird jedoch dringend abgeraten und es kann zu unvorhersehbaren Ergebnissen führen. Unsynchronisierter gleichzeitiger Zugriff auf eine beliebige Variable von mehreren Goroutinen aus, von denen mindestens eine ein Schreibzugriff ist, gilt in Go als undefiniertes Verhalten. Dies kann zu falschen Ergebnissen, Abstürzen oder anderen unerwarteten Konsequenzen führen.

Im Gegensatz zum geschützten Zugriff

Im Gegensatz dazu verwendet die Funktion concurrentStructWithMuLock() einen Lese-/Schreibmutex um den Zugriff auf die Struktur zu synchronisieren. Dadurch wird die Möglichkeit von Datenrennen ausgeschlossen und ein konsistentes Verhalten sichergestellt, was durch das Fehlen von Racebedingungswarnungen belegt wird.

Map-Parallelitätsprobleme

Die Funktion concurrentMap() hebt a hervor anderes Problem im Zusammenhang mit der Parallelität. Go 1.6 führte eine einfache Erkennung des gleichzeitigen Missbrauchs von Karten ein. Wenn mehrere Goroutinen ohne ordnungsgemäße Synchronisierung gleichzeitig versuchen, auf derselben Karte zu lesen oder zu schreiben, stürzt die Laufzeit das Programm absichtlich ab, um undefiniertes Verhalten zu verhindern. Dieses Verhalten wird durch den Rassendetektor ausgelöst und unterstreicht die Bedeutung der Verwendung von Synchronisierungsmechanismen für gleichzeitige Kartenoperationen.

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