通过sync.WaitGroup使用goroutine时产生不稳定的结果

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我正在尝试使用 goroutine（在 Go lang 中）计算小于任意整数 i 的素数数量。 例如，如果 i 为 100，则结果应为 25。

以下是我当前的实现：

package "main"

import (
    "fmt"
    "math"
    "sync"
    "time"
)

var wg sync.WaitGroup

func isprime(x int) bool {
    if x == 2 {
        return true
    }
    if x == 1 || x%2 == 0 {
        return false
    }
    var xi = float64(x)
    for i := 3; float64(i) < (math.Pow(xi, 0.5) + 1.0); i += 2.0 {
        if x%i == 0 {
            return false
        }
    }
    return true
}

func main() {
    fmt.Print("Till what number should I count primes? ")
    var i int
    fmt.Scan(&i)

    r := 0
    pr := &r
    fmt.Println("Counting primes till ", i)
    start := time.Now()
    for x := 0; x <= i; x++ {
        wg.Add(1)
        go func(n int) {
            defer wg.Done()
            if isprime(n) {
                *pr += 1
            }
        }(x)
    }
    wg.Wait()
    elapsed := time.Since(start).Seconds()
    fmt.Println("Counted", r, "primes")
    fmt.Println("took", elapsed, "seconds")
}

当我运行这个程序时，我得到了较小的 i 值的正确结果（直到大约 1000）

但是对于较大的 i 值，结果不一致并且不正确。

❯ ./main
Till what number should I count primes? 10000
Counting primes till  10000
Counted 1228 primes
took 0.006776541 seconds
❯ ./main
Till what number should I count primes? 10000
Counting primes till  10000
Counted 1227 primes
took 0.004183875 seconds
❯ ./main
Till what number should I count primes? 1000000
Counting primes till  1000000
Counted 78254 primes
took 0.441985921 seconds
❯ ./main
Till what number should I count primes? 1000000
Counting primes till  1000000
Counted 78327 primes
took 0.430042047 seconds

随着 i 的值变大，结果波动增大。是什么原因造成的？有什么方法可以使其一致且正确吗？

正确答案

您有一个共享变量，但没有适当的同步。存在竞争条件（*pr += 1）。在共享变量前后添加互斥体修复它（mu.Lock()、mu.Unlock()）。

代码：

var wg sync.WaitGroup
var mu sync.Mutex

func main() {
    fmt.Print("Till what number should I count primes? ")
    var i int
    fmt.Scan(&i)

    r := 0
    pr := &r
    fmt.Println("Counting primes till ", i)
    start := time.Now()
    for x := 0; x <= i; x++ {
        wg.Add(1)
        go func(n int) {
            defer wg.Done()
            if isprime(n) {
                mu.Lock()   // <= lock
                *pr += 1
                mu.Unlock()  // <= unlock
            }
        }(x)
    }
    wg.Wait()
    elapsed := time.Since(start).Seconds()
    fmt.Println("Counted", r, "primes")
    fmt.Println("took", elapsed, "seconds")
}

输出：

Till what number should I count primes? 1000000
Counting primes till  1000000
Counted 78498 primes
took 0.6783484 seconds
Till what number should I count primes? 1000000
Counting primes till  1000000
Counted 78498 primes
took 0.5428273 seconds
Till what number should I count primes? 1000000
Counting primes till  1000000
Counted 78498 primes
took 0.5521617 seconds

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