如何确保一个函数在Go中花费一定的时间？

Question

我正在为Go中的一个SQRL客户端实现EnScrypt。该函数需要运行，直到它使用了最少的CPU时间。我的Python代码如下所示：

def enscrypt_time(salt, password, seconds, n=9, r=256):
    N = 1 << n
    start = time.process_time()
    end = start + seconds
    data = acc = scrypt.hash(password, salt, N, r, 1, 32)
    i = 1
    while time.process_time() < end:
        data = scrypt.hash(password, data, N, r, 1, 32)
        acc = xor_bytes(acc, data)
        i += 1
    return i, time.process_time() - start, acc

除了process_time函数之外，将其转换为Go非常简单。我不能使用time.Time / Timer，因为它们测量的是挂钟时间(它会受到系统上运行的其他所有东西的影响)。我需要实际使用的CPU时间，理想情况下是由函数使用的，或者至少是由运行它的线程或进程使用的。

Go中与process_time等效的是什么

https://docs.python.org/3/library/time.html#time.process_time

Answer 1

您可以使用runtime.LockOSThread()将调用的goroutine连接到其当前的OS线程。这将确保不会将其他goroutine调度到此线程，因此您的goroutine将会运行，并且不会被中断或挂起。当线程被锁定时，其他goroutines将不会干扰。

在此之后，您只需要一个循环，直到给定的秒数过去。您必须调用runtime.UnlockOSThread()来“释放”线程，并使其可供其他goroutines执行，最好作为defer语句来完成。

请参阅此示例：

func runUntil(end time.Time) {
    runtime.LockOSThread()
    defer runtime.UnlockOSThread()
    for time.Now().Before(end) {
    }
}

为了让它等待2秒，它可能看起来像这样：

start := time.Now()
end := start.Add(time.Second * 2)
runUntil(end)

fmt.Println("Verify:", time.Now().Sub(start))

例如，打印以下内容：

Verify: 2.0004556s

当然，您也可以指定少于一秒的时间，例如等待100毫秒：

start := time.Now()
runUntil(start.Add(time.Millisecond * 100))
fmt.Println("Verify:", time.Now().Sub(start))

输出：

Verify: 100.1278ms

如果这个函数更适合您，您可以使用该函数的另一个版本，该函数需要将等待时间作为time.Duration的值

func wait(d time.Duration) {
    runtime.LockOSThread()
    defer runtime.UnlockOSThread()

    for end := time.Now().Add(d); time.Now().Before(end); {
    }
}

使用以下命令：

start = time.Now()
wait(time.Millisecond * 200)
fmt.Println("Verify:", time.Now().Sub(start))

输出：

Verify: 200.1546ms

注意：注意，上述函数中的循环将持续使用CPU，因为其中没有休眠或阻塞IO，它们将仅查询当前系统时间并将其与截止时间进行比较。

如果攻击者通过多次并发尝试增加系统负载怎么办？

Go运行时限制了可以同时执行goroutines的系统线程。这是由runtime.GOMAXPROCS()控制的，所以这已经是一个限制。默认为可用CPU核心数，您可以随时更改。但是，这也造成了一个瓶颈，就像使用runtime.LockOSThread()一样，如果锁定线程的数量在任何给定时间等于GOMAXPROCS，则会阻塞其他goroutine的执行，直到某个线程解锁。

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