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multithreading - 以下无锁代码是否表现出竞争条件？

coder 2024-07-07 原文

在 Kubernetes Go repo on Github.com 内,

有一个 HighWaterMark 数据结构的无锁实现。此代码依赖于原子操作来实现没有数据竞争的线程安全代码。

// HighWaterMark is a thread-safe object for tracking the maximum value seen
// for some quantity.
type HighWaterMark int64

// Update returns true if and only if 'current' is the highest value ever seen.
func (hwm *HighWaterMark) Update(current int64) bool {
    for {
        old := atomic.LoadInt64((*int64)(hwm))
        if current <= old {
            return false
        }
        if atomic.CompareAndSwapInt64((*int64)(hwm), old, current) {
            return true
        }
    }
}

此代码依赖于标准库中的 atomic.LoadInt64 和 atomic.CompareAndSwapInt64 函数来实现无数据竞争的代码……我相信它确实如此，但我相信还有另一个竞争条件问题。

如果两个竞争线程(goroutines)正在执行这样的代码，则存在一个边缘情况，即在第一个线程中发生 atomic.LoadInt64 之后，第二个线程可能有换出更高的值(value)。但是在第一个线程认为 current int64 实际上大于old int64 之后，将发生交换。由于观察到陈旧的 old 值，此交换将有效地降低存储值。

最佳答案

如果中间有另一个线程，CompareAndSwap 将失败并且循环将重新开始。

将 CompareAndSwap 视为

if actual == expected { 
   actual = newval
}

但以原子方式完成

所以这段代码说:

old = hwm // but done in a thread safe atomic read way
if old < current {
   set hwm to current if hwm == old // atomically compare and then set value
}

当 CAS (CompareAndSwap) 失败时，它返回 false，导致循环重新开始，直到:

a) "current"不大于 hwm

或

b) 它成功地执行了 Load 然后是 CompareAndSwap 而中间没有另一个线程

关于multithreading - 以下无锁代码是否表现出竞争条件？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/41294061/

现出multithreadingcodesectioncurrentgolock-freecompare-and-swap

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