同时填充数组

Question

我在Swift 5中遇到了并发和数组的问题。为了重现这个问题，我将代码简化为以下片段：

import Dispatch

let group = DispatchGroup()
let queue = DispatchQueue(
  label: "Concurrent threads",
  qos: .userInitiated,
  attributes: .concurrent
)

let threadCount = 4
let size = 1_000
var pixels = [SIMD3<Float>](
  repeating: .init(repeating: 0),
  count: threadCount*size
)

for thread in 0..<threadCount {
  queue.async(group: group) {
    for number in thread*size ..< (thread+1)*size {
      let floating = Float(number)
      pixels[number] = SIMD3<Float>(floating, floating, floating)
    }
  }
}

print("waiting")
group.wait()
print("Finished")

当我使用Xcode版本10.2 beta 4（10P107d）在调试模式下执行此操作时，它总是崩溃，如下所示：

Multithread(15095,0x700008d63000) malloc: *** error for object 0x104812200: pointer being freed was not allocated
Multithread(15095,0x700008d63000) malloc: *** set a breakpoint in malloc_error_break to debug

我觉得这是编译器中的一些错误，因为当我在发布模式下运行代码时它运行得很好。或者我在这里做错了什么？

Answer 1

阵列中有指针，绝对可以在你的脚下改变。它不是原始记忆。

数组不是线程安全的。数组是值类型，这意味着它们以线程安全的方式支持写入时复制（因此您可以自由地将数组传递给另一个线程，如果在那里复制，那就没问题），但是你不能在多个线程上改变相同的数组。 Array不是C缓冲区。它没有被允许有连续的记忆。它甚至没有承诺分配内存。数组可以在内部选择将“我当前都是零”存储为特殊状态，并为每个下标返回0。 （它没有，但它被允许。）

对于这个特定问题，您通常使用vDSP方法，如vDSP_vramp，但我知道这只是一个示例，并且可能没有解决问题的vDSP方法。但是，通常情况下，我仍然专注于Accelerate / SIMD方法，而不是调度到队列。

但是如果你要派遣到队列，你需要一个UnsafeMutableBuffer来控制内存（并确保内存甚至存在）：

pixels.withUnsafeMutableBufferPointer { pixelsPtr in
    DispatchQueue.concurrentPerform(iterations: threadCount) { thread in
        for number in thread*size ..< (thread+1)*size {
            let floating = Float(number)
            pixelsPtr[number] = SIMD3(floating, floating, floating)
        }
    }
}

“不安全”表示现在是您的问题，以确保所有访问都是合法的，并且您没有创建竞争条件。

注意这里使用.concurrentPerform。正如@ user3441734提醒我们的那样，一旦pixelsPtr完成，.withUnsafeMutablePointer不会被承诺有效。保证.concurrentPerform在所有块完成之前不会返回，因此指针保证有效。

这也可以通过DispatchGroup完成，但.wait需要在withUnsafeMutableBufferPointer内部。