multithreading - 在并发编程的上下文中， "data races"和 "race condition"实际上是同一件事吗？

Question

我经常发现这些术语被用在并发编程的上下文中。它们是相同的还是不同的？

Answer 1

不，它们不是同一件事。它们不是彼此的子集。它们也不是彼此的必要条件，也不是充分条件。

数据竞争的定义非常明确，因此，它的发现可以自动化。当来自不同线程的 2 个指令访问同一内存位置时，就会发生数据竞争，这些访问中至少有一个是写入，并且不存在要求这些访问之间任何特定顺序的同步。

竞争条件是语义错误。事件的时间或顺序中出现的缺陷会导致错误的程序行为。许多竞争条件可能是由数据竞争引起的，但这不是必需的。

考虑以下简单示例，其中 x 是共享变量:

Thread 1    Thread 2

 lock(l)     lock(l)
 x=1         x=2
 unlock(l)   unlock(l)

在此示例中，线程 1 和 2 对 x 的写入受锁保护，因此它们始终按照运行时获取锁的顺序强制执行的某种顺序发生。也就是说，写入的原子性不能被破坏；在任何执行中，两次写入之间总是存在先发生的关系。我们只是无法先验地知道哪个写入发生在另一个写入之前。

写入之间没有固定的顺序，因为锁无法提供这一点。如果程序的正确性受到损害，例如当线程 2 写入 x 后又在线程 1 中写入 x 时，我们说存在竞争条件，尽管从技术上讲不存在数据竞争。

检测竞争条件比检测数据竞争有用得多；但这也是很难实现的。

构建反向示例也很简单。 This博文还通过一个简单的银行交易示例很好地解释了其中的差异。