面试题：Go语言中Go race detector检测并发问题 - 基础案例分析

Question

请描述一个简单的Go并发程序场景，在该场景下可能出现竞态条件，并且说明如何使用Go race detector来发现这个竞态条件。同时，解释竞态条件在这个场景中具体是怎样产生的。

Answer 1

简单Go并发程序场景及竞态条件

1. 场景描述：假设有一个银行账户，有多个并发的存钱操作。账户余额是一个共享变量，多个存钱操作同时对其进行修改。

package main

import (
    "fmt"
)

var balance int

func deposit(amount int) {
    balance = balance + amount
}

func main() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        go deposit(10)
    }
    fmt.Println("Final balance:", balance)
}

2. 竞态条件产生：在上述代码中，balance = balance + amount这一操作不是原子性的。在多个goroutine同时执行deposit函数时，可能出现以下情况：
   • 一个goroutine读取了balance的值，假设为100。
   • 另一个goroutine也读取了balance的值，同样是100。
   • 第一个goroutine将读取的值加上10，得到110，然后将110写回balance。
   • 第二个goroutine也将读取的值加上10，得到110，然后将110写回balance。但实际上应该是120，因为有两次存钱操作。这就是竞态条件，多个goroutine同时读写共享变量balance导致结果不正确。

使用Go race detector发现竞态条件

1. 运行方式：在命令行中使用go run -race命令来运行程序。
   • 例如，假设上述代码保存为main.go，在终端进入该文件所在目录，执行go run -race main.go。
2. 输出示例：如果存在竞态条件，race detector会输出详细的信息，指出哪个goroutine在什么时间对哪个共享变量进行了读写操作，以及相关的堆栈信息，帮助开发者定位问题。例如：

==================
WARNING: DATA RACE
Write at 0x00c0000100d8 by goroutine 7:
  main.deposit()
      /path/to/main.go:7 +0x33
  main.main.func1()
      /path/to/main.go:13 +0x2e

Previous read at 0x00c0000100d8 by goroutine 6:
  main.deposit()
      /path/to/main.go:7 +0x23
  main.main.func1()
      /path/to/main.go:13 +0x2e

Goroutine 7 (running) created at:
  main.main()
      /path/to/main.go:13 +0x78

Goroutine 6 (finished) created at:
  main.main()
      /path/to/main.go:13 +0x78
==================
Final balance: 80
Found 1 data race(s)
exit status 66

这样就能发现并定位到代码中的竞态条件。