为什么这段代码会导致数据竞争？

Question

1 package main
2
3 import "time"
4
5 func main() {
6     m1 := make(map[string]int)
7     m1["hello"] = 1
8     m1["world"] = 2
9     go func() {
10         for i := 0; i < 100000000; i++ {
11             _ = m1["hello"]
12         }
13     }()
14     time.Sleep(100 * time.Millisecond)
15     m2 := make(map[string]int)
16     m2["hello"] = 3
17     m1 = m2
18 }

我使用以下代码运行命令go run --race并获得：

==================
WARNING: DATA RACE
Read at 0x00c420080000 by goroutine 5:
  runtime.mapaccess1_faststr()
      /usr/local/go/src/runtime/hashmap_fast.go:208 +0x0
  main.main.func1()
      /Users/meitu/test/go/map.go:11 +0x80

Previous write at 0x00c420080000 by main goroutine:
  runtime.mapassign()
      /usr/local/go/src/runtime/hashmap.go:485 +0x0
  main.main()
      /Users/meitu/test/go/map.go:16 +0x220

Goroutine 5 (running) created at:
  main.main()
      /Users/meitu/test/go/map.go:13 +0x1aa
==================

m1和m2是不同的变量，为什么第16行和第11行导致数据竞争？

我的围棋版本是1.8。我想这是一些编译优化，有人可以告诉我吗？非常感谢。

Answer 1

requirements 进行数据竞争是：

1. 同时访问同一资源(例如，变量)的多个goroutines。
2. 这些访问中至少有一个是写的。
3. 访问的时间是刻骨铭心的。

在您的代码中，满足了所有3项要求：

1. 您有访问m1的主goroutine，在其中开始的访问也访问m1。主goroutine在其他goroutine启动后访问它，因此它们是并行的。
2. 主要的goroutine将m1写在第17行：m1 = m2中。
3. 访问不是同步的，您没有使用互斥或通道之类的东西(睡眠是而不是同步)。

因此，这是一个数据竞赛。

显而易见的数据竞争是在读取m1的第11行和写m1的第17行之间。

但!由于第17行将m2分配给m1，那么当/如果已启动的goroutine继续运行时，它将尝试读取m1，这可能是m2的值，因为我们将m2分配给m1。这意味着什么？m2介绍了另一个数据竞赛--编写和mean m1**.**

这是在第17行之后，如果程序没有立即结束(它可能，但不一定)，那么启动的goroutine尝试从m1 (现在是最后一次写在第16行中的m2 )读取，所以这解释了第11行和第16行之间的“冲突”。

完整的go run -race输出如下：

==================
WARNING: DATA RACE
Write at 0x00c42000e010 by main goroutine:
  main.main()
      /home/icza/gows/src/play/play2.go:17 +0x22f

Previous read at 0x00c42000e010 by goroutine 5:
  [failed to restore the stack]

Goroutine 5 (running) created at:
  main.main()
      /home/icza/gows/src/play/play2.go:9 +0x190
==================
==================
WARNING: DATA RACE
Read at 0x00c42007e000 by goroutine 5:
  runtime.mapaccess1_faststr()
      /usr/local/go/src/runtime/hashmap_fast.go:208 +0x0
  main.main.func1()
      /home/icza/gows/src/play/play2.go:11 +0x7a

Previous write at 0x00c42007e000 by main goroutine:
  runtime.mapassign_faststr()
      /usr/local/go/src/runtime/hashmap_fast.go:598 +0x0
  main.main()
      /home/icza/gows/src/play/play2.go:16 +0x1fc

Goroutine 5 (running) created at:
  main.main()
      /home/icza/gows/src/play/play2.go:9 +0x190
==================
==================
WARNING: DATA RACE
Read at 0x00c420080088 by goroutine 5:
  main.main.func1()
      /home/icza/gows/src/play/play2.go:11 +0x90

Previous write at 0x00c420080088 by main goroutine:
  main.main()
      /home/icza/gows/src/play/play2.go:16 +0x212

Goroutine 5 (running) created at:
  main.main()
      /home/icza/gows/src/play/play2.go:9 +0x190
==================
Found 3 data race(s)
exit status 66

Answer 2

数据竞争

当两个goroutines同时访问相同的变量并且至少一个访问是写时，就会发生数据竞争。

指令重新排序

编译器和处理器可以重新排序在单个goroutine中执行的读和写，只要重新排序不会改变例程中的行为，它将确保其他goroutines的行为不受影响。

m2["hello"] = 3
m1 = m2

可以重新排序

m1 = m2
m2["hello"] = 3

这不会改变主例程的行为，因此，竞赛检查也会考虑这一点，以评估比赛状况。现在我们有了引起竞赛条件的m2["hello"] = 3，它打印出了与其原始行号相同的结果。