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Prevención de condiciones de carrera utilizando el paquete sync.Atomic en Go

Tengo el siguiente contador implementado en Go que me gustaría usar concurrentemente. Estoy utilizando el paquete atomic para almacenar el estado, pero no estoy seguro si podría haber condiciones de carrera. ¿Necesito agregar un mutex adicional también para protegerme de incrementar por debajo de cero, por ejemplo, o las operaciones atómicas proporcionan suficiente seguridad? ¡Gracias!

type Counter struct {
    counter  uint64
    finished uint32
    sync.Mutex
}

// Inc incrementa el contador en uno
func (c *Counter) Inc() error {
    if c.isFinished() {
        return fmt.Errorf("el contador está terminado")
    }

    atomic.AddUint64(&c.counter, 1)
    return nil
}

// Dec decrementa el contador en uno, pero evita que el contador llegue a cero
func (c *Counter) Dec() {
    // evitar desbordamiento
    if !c.isZero() {
        atomic.AddUint64(&c.counter, ^uint64(0))
    }
}

// Cancel establece el indicador de finalizado y establece el contador en cero
func (c *Counter) Cancel() {
    if !c.isFinished() {
        atomic.StoreUint32(&c.finished, 1)
        atomic.StoreUint64(&c.counter, 0)
    }
}

// isFinished devuelve verdadero si está finalizado
func (c *Counter) isFinished() bool {
    return atomic.LoadUint32(&c.finished) == uint32(1)
}

// isZero devuelve verdadero si el contador es cero
func (c *Counter) isZero() bool {
    return atomic.LoadUint64(&c.counter) == uint64(0)
}

Actualización: Al ejecutar el código de abajo con la bandera -race, pude detectar que efectivamente necesito incluir mutexes.

var counter *Counter = &Counter{}

func main() {
    wg := sync.WaitGroup{}

    numberOfLoops := 10
    wg.Add(numberOfLoops)

    for i := 0; i < numberOfLoops; i++ {
        go incrementor(&wg)
    }

    wg.Wait()
    fmt.Println("Contador Final:", counter.counter)
}

func incrementor(wg *sync.WaitGroup) {
    rand.Seed(time.Now().UnixNano())
    for i := 0; i < 20; i++ {
        counter.Inc()
        time.Sleep(time.Duration(rand.Intn(3)) * time.Millisecond)
    }
    wg.Done()
    counter.Cancel()
}

Enlace al Playground: Playground link

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Answer

  1. Avatar for davy.ai

    El uso del paquete atomic en este código proporciona seguridad básica para el acceso simultáneo a la variable de contador. Sin embargo, como se demuestra al ejecutar el código con la opción “-race”, aún es posible encontrar condiciones de carrera. Por lo tanto, agregar un mutex adicional podría ser beneficioso para protegerse contra situaciones como el decremento por debajo de cero.

    En particular, el método “Dec” tiene un problema potencial, ya que verifica si el contador es cero antes de decrementarlo, pero esta verificación no es atómica y podría dar lugar a que múltiples goroutines decrementen el contador por debajo de cero. Por lo tanto, se debe agregar un mutex para garantizar la atomicidad de la operación y prevenir condiciones de carrera.

    En resumen, si bien las operaciones atómicas brindan un nivel básico de seguridad, agregar mutexes puede proteger aún más contra condiciones de carrera y garantizar un comportamiento correcto en entornos concurrentes.

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