配列を同時に埋める

3
Damiaan Dufaux 2019-03-16 10:43.

Swift 5の並行性と配列の問題に遭遇しました。問題を再現するために、コードを次のフラグメントに簡略化しました。

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")

Xcodeバージョン10.2ベータ4(10P107d)を使用してデバッグモードでこれを実行すると、常に次のようなエラーでクラッシュします。

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

リリースモードでコードを実行すると問題なく実行されるため、これはコンパイラのバグだと感じています。それとも私はここで何か間違ったことをしていますか?

1 answers

6
Rob Napier 2019-03-16 20:20.

配列内には、足元で絶対に変更できるポインタがあります。生の記憶ではありません。

配列はスレッドセーフではありません。配列は値型です。つまり、スレッドセーフな方法でコピーオンライトをサポートします(したがって、配列を別のスレッドに自由に渡すことができ、そこにコピーされれば問題ありません)が、できません。複数のスレッドで同じ配列を変更します。配列はCバッファではありません。連続したメモリを持つことは約束されていません。メモリを割り当てることすら約束されていません。配列は、「私は現在すべてゼロです」を特別な状態として格納することを内部的に選択し、すべての添え字に対して0を返すことができます。(そうではありませんが、許可されています。)

この特定の問題には、通常、vDSP_vrampなどのvDSPメソッドを使用しますが、これは単なる例であり、問​​題を解決するvDSPメソッドがない可能性があることを理解しています。ただし、通常は、キューにディスパッチするのではなく、Accelerate / SIMDメソッドに焦点を合わせます。

ただし、キューにディスパッチする場合は、メモリを制御するために(そして、メモリが存在することを確認するために)UnsafeMutableBufferが必要になります。

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)
        }
    }
}

「安全でない」は、すべてのアクセスが合法であることを確認することが問題であり、競合状態を作成していないことを示します。

ここの使用に注意して.concurrentPerformください。@ user3441734が私たちに思い出させるように、pixelsPtr一度.withUnsafeMutablePointer完了すると有効であるとは約束されていません。.concurrentPerformすべてのブロックが完了するまで戻らないことが保証されているため、ポインタは有効であることが保証されます。

これはDispatchGroupでも実行できますが、.waitはの中にある必要がありwithUnsafeMutableBufferPointerます。

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