异步编程中的共享变量与竞态条件

在并发编程中，多线程模型下的共享变量问题广为人知：多个线程同时读写同一变量可能导致数据不一致，因此通常需要借助锁（如 mutex 或 lock）来保证操作的原子性。然而，当我们转向异步编程模型时，是否仍然存在共享变量的问题？又该如何处理？

异步与多线程：并发模型的本质差异

多线程并发依赖操作系统调度多个线程，这些线程可能真正并行执行（尤其在多核 CPU 上），也可能通过时间片轮转交替运行。无论哪种情况，线程之间的切换是抢占式的——即一个线程可能在任意时刻被中断，由另一个线程接管 CPU。这种不可预测的切换使得对共享变量的操作极易出现竞态条件。

而典型的异步编程（如 Python 的 asyncio、JavaScript 的 async/await、Rust 的 tokio 等）采用的是单线程事件循环模型。所有异步任务（协程）运行在同一个线程中，任务之间的切换是协作式的：只有当一个协程主动执行await时，才会让出控制权，允许其他协程运行。这意味着，在两个await之间，代码是连续执行、不会被打断的。

因此，在纯异步环境中，只要对共享变量的操作不跨越await点，就不会被其他协程干扰，天然具备“原子性”。

共享变量在异步中是否安全？

答案是：通常安全，但并非绝对。

考虑以下代码：

importasyncio counter=0asyncdefincrement():globalcounterfor_inrange(1000):counter+=1# 无 awaitasyncdefmain():awaitasyncio.gather(increment(