尽管存在 waitgroup,但我遇到了 goroutine 未结束的问题。在附加的代码中,您可以看到堆排列算法的实现。我想加快速度,因此我为每个可能的第一个数字创建了一个 goroutine,从而将每个 goroutine 的排列减少为 (n-1)!
。总的来说,我应该仍然有 n!
排列 (n*(n-1)!= n!
),但我的主例程似乎在子例程完成之前退出。然后我尝试跟踪执行的排列。与我的信念相反,执行的排列数量不是恒定的,但在 n!
下总是有点(对于低 n
)或非常多(对于大 n
)。
例如 n=4
每次的排列都是 24,即 4!
,这样所有的 goroutine 就结束了。如果我有一个更高的数字,例如 n=8
,我会得到一个大约 13500
的值,而不是预期的 40000 = 8!
。
这种行为从何而来?如何确保主程序退出之前所有 goroutine 都已完成?
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
var wg sync.WaitGroup
var permutations int
func main() {
n := 9
wg.Add(n)
for i := 0; i < n; i++ {
var arr []int
for j := 0; j < n; j++ {
if i != j {
arr = append(arr, j+1)
}
}
go threadFunction(n-1, i+1, arr)
}
wg.Wait()
fmt.Println(permutations)
}
func threadFunction(k int, suffix int, arr []int) {
defer wg.Done()
heapPermutation(k, suffix, arr)
}
func heapPermutation(k int, prefix int, arr []int) {
if k == 1 {
arr = append(arr, prefix)
// fmt.Println(arr)
permutations++
} else {
heapPermutation(k-1, prefix, arr)
for i := 0; i < k-1; i++ {
if k%2 == 0 {
arr[i], arr[k-1] = arr[k-1], arr[i]
} else {
arr[0], arr[k-1] = arr[k-1], arr[0]
}
heapPermutation(k-1, prefix, arr)
}
}
}
(可以轻松实现相同的行为,例如在 https://go.dev/play/ 上,因此它的重现性非常好。)
正确答案
在您的代码中,goroutine 同时访问 permutations
变量。当您增加 n
的值时,工作量会增加,这会成为导致意外结果的问题。
你可以使用mutex
,它将确保当时只有一个goroutine可以访问permutations
。
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
var wg sync.WaitGroup
var permutations int
var permutationsMutex sync.Mutex
func main() {
n := 9
wg.Add(n)
for i := 0; i < n; i++ {
var arr []int
for j := 0; j < n; j++ {
if i != j {
arr = append(arr, j+1)
}
}
go threadFunction(n-1, i+1, arr)
}
wg.Wait()
fmt.Println(permutations)
}
func threadFunction(k int, suffix int, arr []int) {
defer wg.Done()
heapPermutation(k, suffix, arr)
}
func heapPermutation(k int, prefix int, arr []int) {
if k == 1 {
arr = append(arr, prefix)
permutationsMutex.Lock()
permutations++
permutationsMutex.Unlock()
} else {
heapPermutation(k-1, prefix, arr)
for i := 0; i < k-1; i++ {
if k%2 == 0 {
arr[i], arr[k-1] = arr[k-1], arr[i]
} else {
arr[0], arr[k-1] = arr[k-1], arr[0]
}
heapPermutation(k-1, prefix, arr)
}
}
}