各位同学,下午好! 今天,我们将深入探讨一个在并发编程领域至关重要且极具挑战性的话题:数据竞态(Data Race)的检测。并发程序中的数据竞态是导致程序行为不确定、难以调试的常见元凶。传统的调试方法,如断点和日志,往往难以捕捉这些时序敏感的缺陷。因此,我们需要更高级的工具。今天的主角,就是一款由Google开发的强大动态分析工具——Thread Sanitizer (TSan)。 TSan 以其卓越的竞态检测能力而闻名,它能有效地在运行时发现隐藏的数据竞态。我们的讲座将聚焦于 TSan 的核心原理:它是如何利用内存访问向量时钟(Vector Clocks)来追踪事件因果关系并从而发现竞态的。 1. 数据竞态:并发编程的幽灵 在深入 TSan 的原理之前,我们首先明确什么是数据竞态。 一个数据竞态发生在以下三个条件同时满足时: 程序中至少有两个线程。 这两个线程访问同一个内存位置。 其中至少有一个访问是写入操作。 这些访问不是由任何同步机制(如互斥锁、信号量、原子操作等)进行排序的。 示例: #include <iostream> #include <thread&g …
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