Swift并发执行中的双重释放错误

Question

我有以下稀疏矩阵乘以向量的代码。在稀疏矩阵中，存储每行非零元素的数量，以及该行第一个元素出现的元素数组中的索引。这些用于确保输出向量的任何元素不会被多个线程同时写入两个。在没有优化的情况下构建或在调试模式下构建时，此代码可以正常工作。然而，当我将优化级别设置为

-Ofast

时，我得到了双重免费错误。

关于我可能错过了什么有什么想法吗？

func parallelVectorMultiply(vector: Vector<T>) -> Vector<T> {
    guard space == vector.space else {
        fatalError("Number of columns in the matrix must match the size of the vector.")
    }
    
    var outputElements = [T](repeating: T(0), count: space.dimension)
    
    DispatchQueue.concurrentPerform(iterations: space.dimension) { row in
        
        let start_idx = row_first_element_offsets[row]
        if start_idx == -1 { return }
        let end_idx = start_idx + nonzero_elements_per_row[row]
        var rowSum = T(0)
        for i in start_idx..<end_idx {
            rowSum = rowSum + values[i].value * vector[values[i].col]
        }
        
        outputElements[row] = rowSum
    }
    
    return Vector(elements: outputElements, in: space)
}

我希望没有错误。在矩阵

A

乘以向量

X

的方程中：

AX = Y

地点：

在我的代码中，我计算这个总和，然后将结果存储到输出数组中的相应元素。

不应该有两个线程同时释放数组的单个元素。

Answer 1

Array

不是线程安全的。因此，

outputElements

不是线程安全的。我知道你说，“不应该有两个线程同时释放数组的单个元素”，但事实是

Array

根本就不是线程安全的。当您违反线程安全性时，您可能会表现出各种不同的问题，因此我不会详细说明您收到的任何错误/崩溃。

尝试暂时打开TSAN，可能会发现问题。 （虽然并不总是如此，但它比试图实际表现出与种族相关的问题要可靠得多。）

如果您要使用这个非线程安全的

Array

来收集结果，您必须同步对它的访问（例如，在高性能场景中，例如这样，我可能会获取锁，例如如

OSAllocatedUnfairLock

），例如：

import os.lock

还有

let lock = OSAllocatedUnfairLock()

DispatchQueue.concurrentPerform(iterations: space.dimension) { row in
    …

    lock.withLock {
        outputElements[row] = rowSum
    }
}

---

您还可以考虑利用已经优化了此类向量运算的库。它将使您摆脱自己进行这些低级计算的麻烦。例如，请参阅使用 vDSP 进行基于向量的算术。或者，更广泛的Accelerate框架也有各种其他选项，因此请查看文档。