使用 go 遇到的一个奇怪问题，求教

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这是一个创建于 200 天前的主题，其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

下面这段代码在长时间运行后，有一定的机率会出错，RandString(32)返回的全是 0.

从网上查的资料全局变量应该不会被回收才对。

package helper

import (
	"math/rand"
	"time"
)

const _charsetRand = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789@#$"

var _seededRand = rand.New(rand.NewSource(time.Now().UnixNano()))

// RandStringWithCharset rand string with charset
func RandStringWithCharset(length int, charset string) string {
	b := make([]byte, length)
	l := len(charset)
	for i := range b {
		b[i] = charset[_seededRand.Intn(l)]
	}
	return string(b)
}

// RandString rand string
func RandString(length int) string {
	return RandStringWithCharset(length, _charsetRand)
}

// RandInt rand int between [min, max)
func RandInt(min int, max int) int {
	if min <= 0 || max <= 0 {
		return 0
	}

	if min >= max {
		return max
	}

	return _seededRand.Intn(max-min) + min
}

// RandMax rand int between [0, max)
func RandMax(max int) int {
	if max <= 1 {
		return 0
	}

	return _seededRand.Intn(max)
}

第 1 条附言 · 199 天前

感谢大家的讨论，谢谢。

#2 b[i] = charset[createRand().Intn(l)] 这种写法在出问题的测试服务器里跑了1个多月，客户没有再报告问题。没有在产品服务器上用过这样的写法。

#41 说 RandString(32) 返回的全是 0 可能不是正确的，应该说是我们发现了大量为 32 个 0 的 token, 有可能有其他的情况我们没有注意到。

#25 #28 #39 我们的上层代码确实有 recover，但只用来记录日志。

我们的 ServeHTTP 里的第一行就是：defer app.recv(w, r)

func (app *Application) recv(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	if rcv := recover(); rcv != nil {
		w.WriteHeader(http.StatusInternalServerError)
		if app.panic != nil {
			app.panic(w, r, rcv)
		} else {
			app.logf("%s %s %s %s rcv: %v", r.RemoteAddr, r.Host, r.Method, r.URL.Path, rcv)
		}
	}
}

客户的服务器和测试服务器都是在符合PCI标准的机房里的，我们做外包的很难直接接触。

第 2 条附言 · 177 天前

换成 #7 下面这样的代码不会有问题，目前来说我还没办法证明出现这个问题的具体原因，可能是某些特殊的seed导致的问题。

// RandomString random string
func RandomString(len int) (string, error) {

	b := make([]byte, len/2)

	_, err := rand.Read(b)

	if err != nil {
		return "", err
	}

	return hex.EncodeToString(b), nil
}

56 条回复 • 2024-06-20 13:43:10 +08:00

kneo

200 天前 via Android

不是线程安全的吧。

afxcn

200 天前

@kneo 应该和线程安全没什么关系吧，我也不确定。

换成下面的代码这样，就不会出现返回全为 0 的情况了。

```go
func createRand() *rand.Rand {

if _seededRand == nil {
_seededRand = rand.New(rand.NewSource(time.Now().UnixNano()))
}

return _seededRand
}

// RandStringWithCharset rand string with charset
func RandStringWithCharset(length int, charset string) string {
b := make([]byte, length)
l := len(charset)
for i := range b {
b[i] = charset[createRand().Intn(l)]
}
return string(b)
}
```

AceGo

200 天前

@afxcn #2 你是怎么判断是否出现 0 的

pathletboy

200 天前

这么改试试
```go
package helper

import (
"math/rand"
"time"
)

const _charsetRand = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789@#$"

var _seededRand *rand.Rand

func init() {
_seededRand = rand.New(rand.NewSource(time.Now().UnixNano()))
}

// RandStringWithCharset rand string with charset
func RandStringWithCharset(length int, charset string) string {
b := make([]byte, length)
l := len(charset)
for i := range b {
b[i] = charset[_seededRand.Intn(l)]
}
return string(b)
}

// RandString rand string
func RandString(length int) string {
return RandStringWithCharset(length, _charsetRand)
}

// RandInt rand int between [min, max)
func RandInt(min int, max int) int {
if min <= 0 || max <= 0 {
return 0
}

if min >= max {
return max
}

return _seededRand.Intn(max-min) + min
}

// RandMax rand int between [0, max)
func RandMax(max int) int {
if max <= 1 {
return 0
}

return _seededRand.Intn(max)
}
```

afxcn

200 天前

@AceGo 我们在预上线的测试环境上发现的，我们用它来生成 token ，突然发现 token 表里出现大量全是 32 个 0 这样的 token 。

AceGo

200 天前

@afxcn #5 你的意思是换成新的方法在线上没有出现过 0 了？

afxcn

200 天前

@AceGo 换了写法后，好几年了，没出现过这种情况，不过后来我们又改了，改成用 crypto/rand 了，所以也不是 100%确定#2 的写法是不是对的。

```go
package utils

import (
"crypto/rand"
"encoding/hex"
)

// RandomString random string
func RandomString(len int) (string, error) {

b := make([]byte, len/2)

_, err := rand.Read(b)

if err != nil {
return "", err
}

return hex.EncodeToString(b), nil
}
```

Citrus

200 天前 via iPhone

@afxcn crypto rand 用来生成 token 性能非常差的，建议别这么改

yin1999

200 天前 via Android

现在最新版本 Go 里面，rand 包的全局随机数生成器的随机种子也是每次自动生成的了，而且有自带的加速特性，可以考虑切回 rand 的全局随机数生成器试试会不会有这个问题。

R18

200 天前

目前最新的 Go 版本也会出错吗？

dododada

200 天前

chatgpt

这段代码的问题在于并发访问了全局的 _seededRand 变量，导致了竞争条件（ race condition ）。在多个 goroutine 同时调用 RandStringWithCharset 函数时，它们可能会同时访问和修改 _seededRand ，从而导致不可预测的结果，甚至造成程序崩溃。

在第一段代码中，_seededRand 被多个 goroutine 同时访问和修改，因为没有对其进行同步操作或者使用互斥锁。而在第二段代码中，通过在 RandStringWithCharset 函数中调用 createRand 函数，每次都创建一个新的 _seededRand 实例，避免了并发访问全局变量的问题。

通过这样的修改，确保了在并发情况下每个 goroutine 都有自己的 _seededRand 实例，从而解决了竞争条件问题，确保了程序的稳定性。

ixiaohei

200 天前

```rand.NewSource(time.Now().UnixNano())```不是线程安全的。并发情况下会出现一些未定义的异常，比如 panic

R18

200 天前

```go
charset[_seededRand.Intn(l)]
```

我有点好奇，就算不是线程安全的，这代码也不该返回字符串"0"啊，"0"在整个 charset 里也没有处在一个特殊的位置。

keakon

200 天前

https://pkg.go.dev/math/rand#NewSource
Unlike the default Source used by top-level functions, this source is not safe for concurrent use by multiple goroutines.

现在不需要手动初始化 seed 的

retanoj

200 天前

@R18 #13
参考 #11 的回答，如果发生静态条件，那这句会报错，赋值不会被完成，所以 b 数组全零。

感觉是这样

R18

200 天前

@retanoj b 是一个 byte[], byte 的零值是 0 没错，但是经过 string() 类型转换后会变成 “ ” ，我特意试了一下。

AceGo

200 天前

@retanoj 也应该是 panic 退出，不应该继续执行

hxzhouh1

200 天前

up 能说一下复现的方式跟 go 版本嘛？我目前没法复现

yianing

200 天前 via Android

@ixiaohei 这个是全局变量，只会在包引入时初始化一次

ixiaohei

200 天前

@yianing New 出来的 Source 不是线程安全的。如果是 rand 包导出的方法是线程安全的，因为里面的 source 是并发安全的

yianing

200 天前 via Android

@ixiaohei 看了下全局用的是 lockedSource ，new 出来的是 rngSource ，使用确实要加锁

cloudzhou

200 天前

https://pkg.go.dev/math/rand#NewSource

NewSource returns a new pseudo-random Source seeded with the given value. Unlike the default Source used by top-level functions, this source is not safe for concurrent use by multiple goroutines. The returned Source implements Source64.

afxcn

200 天前

@hxzhouh1 很难重现了，21 年的事情，应该是当时最新版本的 go ，但我当时在自己的电脑跑，都没办法重现。

只有在测试服务器上出现，而且不是一次；第一次出现的时候以为是服务器被黑了，后来才定位到这段代码。

cloudzhou

200 天前

/*
* Top-level convenience functions
*/

var globalRand = New(&lockedSource{src: NewSource(1).(Source64)})

zhaoxueqin248

200 天前

@afxcn 这个 math/rand 的 IntN 在搞并发下运行会有概率 panic 的, 是不是上层有 recover 默认值导致的 0 ？

rockyliang

200 天前

使用`go run -race`命令检测这段代码，确实是存在竞态并发安全问题，具体是在`b[i] = charset[_seededRand.Intn(l)]`这一行代码处

sztink

200 天前

靠，你这生成随机字符代码难怪看着眼熟，我前段时候从网络上 copy 的一份跟你的几乎一模一样，我得赶紧 fix 一下。copy 来源： https://github.com/BelphegorPrime/lib/blob/master/RandString.go

hopingtop

200 天前

这里能展示一下，真正写入全是 0 ，上层的函数吗？
比如这个函数上面有 recover ，这个时候你们得到的值可能是空字符串，但是在你们存入的时候，这个空字符串经过一些编码，比如 hex 这种，就会变成 0000..000 但是是 64 位，假设你存入的 varchar(32) 在不经过 mysql 严格模式下，就能把空字符串变成 32 位 000... 然后误解，是这里生成的了。

当前上面也只是我的一种推理可能性

0o0O0o0O0o

200 天前

-race

NoobPhper

200 天前

想象一下同一 ns 情况下两个 routine 调用了你哪个不安全的 var , 得到的结果

Karte

200 天前

@dododada @Livid AI 回答.

nuk

200 天前

遇到过差不多的问题，不过因为代码不多，很快就发现是 race condition
https://imgur.com/dp2lnEy

hopingtop

200 天前

@hopingtop #28 现在肯定能够确认这段代码非线程安全的，会有数据竞争，出现 Panic
但是就是特别想知道为啥是 32 个 0 看是否是我上面描述的猜测

AceGo

200 天前

@afxcn #2 NewSource 是线程不安全的，在并发下会 panic 。
这两种写法都用到 NewSource ，应该会报一样的错误

AceGo

200 天前

@yianing #19 Intn 方法会最终调用到 Source 的 Int 方法，所以最终是线程不安全的

mightybruce

200 天前

回答竟然都是竞态并发安全问题，你们真的是认真的吗

sztink

200 天前

@afxcn 这样是解决不了本质问题的。因为 rand.NewSource 不是并发安全的。另外 createRand 中_seededRand 初始化的逻辑也不是并发安全的。你应该直接用全局函数 rand.Intn()。

cloudzhou

200 天前

@mightybruce 这就是最大可能阿，难道不是并发问题？起码代码就不是并发安全
你是认真的吗？

kuanat

200 天前

对于 rand.NewSource 存在竞态导致 panic 这一点应该没有异议，而 panic 没有中断而是正常被调用，说明上层应该是存在 recover 逻辑的。结合 OP #23 指出本地正常而测试服务器异常，推测本地测试的生成逻辑，而服务器完成的是全部调用逻辑。

@R18 #16 指出 byte 空值转换为 string 之后是空字符串，说明在可见代码的部分，只可能产生空字符串。 @AceGo 和 @hopingtop 判断出是上层调用将空字符串变成了全 0 字符串。

我这里做一点补充，一般要保证字符串定长都会做 padding ，用字符串 0 做填充是最常见的。

kneo

200 天前 via Android

你的意思是现在重现不了了，2021 年能重现？是我理解错了吗？几年前的事情你现在才来问？

afxcn

200 天前

@kneo 确实是几年前遇到的问题，当时解决起来也容易，换种写法就可以了，只是到目前为止还是没搞清楚是因为什么，所以来问了。

说是返回 32 个 0 可能也不是绝对准确的，也可能只是注意到了全是 0 的 token ，因为它最明显。

jiayiming001

200 天前

func main() {
var wait sync.WaitGroup
for i := 0; i < 100; i++ {
wait.Add(1)
go func() {
defer func() {
if err := recover(); err != nil {
fmt.Println(err)
}
}()
defer wait.Done()
for j := 0; j < 100; j++ {
helper.RandString(10)
}
}()
}

wait.Wait()
}

运行这个程序，可以看到有的 goroutine 出现了 painc

afxcn

200 天前

@sztink 我也是从网上搜的，印像中 golang random string 它排最前面.

kneo

200 天前 via Android

@afxcn 恕我直言，我不认为几年前的问题你今天还能根据记忆还原出真相。除非你现在依然能重现它。

zzhaolei

200 天前

1. 现在的 go1.22.2 版本，并发调用 Intn 并不会 panic ，源码里就没有相关的检查
2. 当 go 协程调用 _seededRand 的时候，程序的运行时已经将 _seededRand 初始化完成，并不存在说你加了 if _seededRand == nil {...init...} 就会好的情况
3. 几年前的问题了，你也不知道当时具体是什么 go 版本，现有的数据不足以用来判断

Ipsum

200 天前

rand.NewSource 记得会有读写过程，你多个协程并发会有 data race

afxcn

200 天前

@zzhaolei 当时猜可能是因为_seededRand 被回收了，所以加了个判断。

因为知道自己是猜的，所以心里不踏实，一段时间后改成用 crypto/rand 。

crypto/rand 倒是没出过问题，只是生成出来的字符串中没有大写的字母，有点奇怪。

@Citrus 说 crypto/rand 性能很差，因为只是生成 token 的时候用到，还未成为优先问题。

yeyypp92

199 天前

rand 不是线程安全的

AceGo

199 天前

@zzhaolei 所有顶层方法都是并发安全的，Source 是并发不安全的

zzhaolei

199 天前

@AceGo 怎么个不安全法？我看源码也没问题啊，没有改 seed ，也没有竞争

MrSeven7

199 天前

亲测并发会 panic ，楼主说的返回 32 个 0 可能是自己的业务代码做了默认值处理吧

zzhaolei

199 天前

@MrSeven7 是怎么 panic 的，可以贴个代码吗

zzhaolei

199 天前

https://go.dev/play/p/GaXBGyvGkEn 我试出来了，确实会 panic ，Source 的 Uint64 方法内部会索引一个定长的数组，并发的情况下可能会出现索引越界的情况

https://imgur.com/QsyRcDU

199 天前

@zzhaolei 12 年前就提过 https://github.com/golang/go/issues/3611

AceGo

199 天前

@zzhaolei rand 中 Source 的注释：
// A Source represents a source of uniformly-distributed
// pseudo-random int64 values in the range [0, 1<<63).
//
// A Source is not safe for concurrent use by multiple goroutines.
NewSource 方法的
// NewSource returns a new pseudo-random Source seeded with the given value.
// Unlike the default Source used by top-level functions, this source is not
// safe for concurrent use by multiple goroutines.
// The returned Source implements Source64.

afxcn

156 天前

换成这样子写了： https://github.com/gostartkit/utils/blob/main/string.go