指针接收器和非指针接收器的数据竞争差异

问题描述

我在使用 -race 标志进行测试时发现了数据竞争。更新结构体并从结构体方法读取值时发生数据竞争。后来我发现将方法从非指针接收器改为指针接收器可以解决数据竞争。但我不明白原因。谁能解释一下原因？

package main

import (
    "fmt"
    "testing"
)

type TestStruct struct {
    display    bool
    OtherValue int
}

func (t TestStruct) display() bool {
    return t.display
}

func (t *TestStruct) displayP() bool {
    return t.display
}

func TestNonPointerRecevier(t *testing.T) {
    v := &TestStruct{
        display: true,}

    go func() {
        v.OtherValue = 1
    }()
    go func() {
        fmt.Println(v.display())
    }()
}

func TestPointerRecevier(t *testing.T) {
    v := &TestStruct{
        display: true,}

    go func() {
        v.OtherValue = 1
    }()
    go func() {
        fmt.Println(v.displayP())
    }()
}

使用指针接收器方法你没有错误

go test -race -run ^TestPointerRecevier$
true
PASS
ok      _/Users/xxxxx/projects/golang/datarace  0.254s

使用非指针接收器方法时出现此错误

go test -race -run ^TestNonPointerRecevier$
==================
WARNING: DATA RACE
Read at 0x00c00001c2c8 by goroutine 9:
  _/Users/xxxxx/projects/golang/datarace.TestNonPointerRecevier.func2()
      /Users/xxxxx/projects/golang/datarace/main_test.go:30 +0x47

PrevIoUs write at 0x00c00001c2c8 by goroutine 8:
  _/Users/xxxxx/projects/golang/datarace.TestNonPointerRecevier.func1()
      /Users/xxxxx/projects/golang/datarace/main_test.go:27 +0x3e

Goroutine 9 (running) created at:
  _/Users/xxxxx/projects/golang/datarace.TestNonPointerRecevier()
      /Users/xxxxx/projects/golang/datarace/main_test.go:29 +0xba
  testing.tRunner()
      /usr/local/Cellar/go/1.15.6/libexec/src/testing/testing.go:1123 +0x202

Goroutine 8 (finished) created at:
  _/Users/xxxxx/projects/golang/datarace.TestNonPointerRecevier()
      /Users/xxxxx/projects/golang/datarace/main_test.go:26 +0x98
  testing.tRunner()
      /usr/local/Cellar/go/1.15.6/libexec/src/testing/testing.go:1123 +0x202
==================
true
FAIL
exit status 1
FAIL    _/Users/xxxxx/projects/golang/datarace  0.103s

解决方法

当方法的接收者值是一个结构体（而不是指向结构体的指针）时，完整的结构体被复制以按值传递给该方法。
因此调用 v.Display() 会隐式读取字段 OtherValue（在制作结构副本时），因此存在竞争条件。

另一方面，当使用指针时，只会复制指针，并且同时访问 v.display 和 v.OtherValue 不会触发竞争条件。


import (
    "fmt"
    "testing"
)

type TestStruct struct {
    display    bool
    OtherValue int
}

func Display(t TestStruct) bool { // equal func (t TestStruct) Display() bool
    return t.display
}

func DisplayP(t *TestStruct) bool { // equal func (t *TestStruct) DisplayP() bool
    return t.display
}

func TestNonPointerRecevier(t *testing.T) {
    v := &TestStruct{
        display: true,}

    go func() {
        v.OtherValue = 1 // write
    }()
    go func() {
        fmt.Println(Display(*v)) // *v read value
    }()
}

func TestPointerRecevier(t *testing.T) {
    v := &TestStruct{
        display: true,}

    go func() {
        v.OtherValue = 1 // write
    }()
    go func() {
        fmt.Println(DisplayP(v))  // un read,just pass parameter
    }()
}

关注数据争用错误信息，调用read方法时发生了Display，go会将v(type *TestStruct)转换为(type TestStruct)。

data-race go