go语言并发读写string时崩溃

描述

业务中遇到一个case，最后定位的结果是两个go程同时读写一个string类型的变量导致了panic

更新后业务不再panic，但是两个string为什么会发生panic呢？这里需要深入探究一下

分析

在网上搜索了一圈，没有找到合理且可以试验证实的结论，故尝试自己分析一下源码

string源码

提示

版本: go1.20.1
路径: src/runtime/string.go

type stringStruct struct {
	str unsafe.Pointer
	len int
}

这里可以看到，string的本质是一个 byte数组 + byte数目 的结构

既然是结构体，赋值就有先后，不加锁的前提下，string是一个非并发安全的结构，但是非并发安全不意味着一定会panic。

这里有两个疑问

1. 不加锁的情况下，是先赋值 str，还是先赋值 len
2. panic是怎么发生的

尝试复现

这里启动两个go程分别读写操作，其中

• go程1 将str的值修改为 "x" ，再改成 "abc"，再改成 "x" ，以此往复
• 主go程 将str输出

func main() {
	var str string
	go func() { // go程1
		var i int
		for {
			if i%2 == 0 {
				str = "x"
			} else {
				str = "abc"
			}
			i++
		}
	}()

	time.Sleep(time.Second) // 防止输出空格
	for i := 0; i < 50; i++ {
		fmt.Println(str)
	}
}

输出的结果如下

abc
x
abc
x
x
a
abc
x
abc
x
x
abc
x
abc
abc
abc
x
x
x{}

这里一共有4种结果：abc、x、a、x{}，其中的abc与x很容易理解，属于正常的赋值。

而 a、x{} 这两个结果，却很意外。我们尝试模拟操作步骤的方法来理解一下这两个结果的来源

模拟结果

string结构包括 str 与 len 两部分，那么下面使用 str: abc, len: 3 这样的形式来表示string的状态

结合前面对string结构的分析，string的赋值可以分为两步

1. 赋值str
2. 赋值len

当然也可以反过来，这里需要结合代码的输出证实一下

对于 结果a，可能的过程如下：

步骤	go程1	主go程（go程2）	string状态
初始化	-	-	str: abc, len: 3
第一步	len = 1	-	str: abc, len: 1
第二步	-	[str: abc, len: 1] 输出a	str: abc, len: 1
第三步	str = x	-	str: x, len: 1

对于 结果x{}，可能的过程如下：

步骤	go程1	主go程（go程2）	string状态
初始化	-	-	str: abc, len: 3
第一步	str = x	-	str: x, len: 3
第二步	-	[str: x, len: 3] 输出x{}	str: x, len: 3
第三步	len = 1	-	str: x, len: 1

结论

参考