我們公司有個(gè)項(xiàng)目,需要視覺(jué)定位,大致就是在產(chǎn)品上會(huì)有一個(gè)“十字”形狀的Mark標(biāo)記,然后通過(guò)視覺(jué)相機(jī)連續(xù)拍照,然后將拍到的圖片進(jìn)行視覺(jué)算法運(yùn)算,最終得出Mark標(biāo)記的位置,然后根據(jù)其位置對(duì)設(shè)備進(jìn)行位置糾正。但是,想不到就這么一個(gè)小功能卻出現(xiàn)了一個(gè)Bug,找了很久才發(fā)現(xiàn)原因!
說(shuō)這個(gè)Bug之前,我需要先說(shuō)下這個(gè)Bug是怎么被我寫(xiě)出來(lái)的!說(shuō)這個(gè)Bug之前,我需要先說(shuō)下這個(gè)Bug是怎么被我寫(xiě)出來(lái)的!
甲方那有一個(gè)設(shè)備,設(shè)備上有一個(gè)可以前后移動(dòng)的軸,下稱(chēng)M軸,軸上又裝了一個(gè)可以左右移動(dòng)的軸,類(lèi)似于貼片機(jī)的構(gòu)造吧。我們用來(lái)視覺(jué)定位的相機(jī)就是裝在那個(gè)可以左右移動(dòng)的軸上面的,下面簡(jiǎn)稱(chēng)P軸。
Mark標(biāo)記處于P軸的初始位置,而且Mark的左右視野范圍被設(shè)定成不可超過(guò)P軸的初始位置,因此,要用Mark進(jìn)行定位,只需要M軸前后移動(dòng),相機(jī)進(jìn)行拍照即可,最后再根據(jù)Mark的位置調(diào)整P軸的位置。
最開(kāi)始,我選擇的是一張一張得拍,并且我在封裝相機(jī)SDK的時(shí)候,取圖我只封裝了一個(gè)取單張圖片的接口。
后來(lái)發(fā)現(xiàn)算法速度跟不上M軸移動(dòng)的速度,當(dāng)相機(jī)拍了一張照片,然后程序再對(duì)照片進(jìn)行視覺(jué)運(yùn)算,中間會(huì)產(chǎn)生一定時(shí)間的間隙,當(dāng)程序算完以后,M軸已經(jīng)移動(dòng)很遠(yuǎn)了,拍到下一張圖片的時(shí)候,信息就會(huì)丟失一部分空間畫(huà)面。
如果Mark恰巧處于這個(gè)空間之內(nèi),那么很大概率就拍不到Mark標(biāo)記了!
所以,我又在相機(jī)SDK里面重新封裝了一個(gè)接口,用來(lái)批量取圖,然后返回圖片地址列表,大致的邏輯就是根據(jù)視覺(jué)相機(jī)設(shè)置的幀率乘以M軸移動(dòng)的總時(shí)間,換算出相機(jī)應(yīng)該拍照的總照片數(shù),假設(shè)相機(jī)幀率是10幀每秒,M軸總移動(dòng)時(shí)間是3秒,那么應(yīng)該取出的圖片就是10*3=30張。
這么做的目的就是在M軸移動(dòng)的時(shí)候,純拍照片,然后將拍到的圖片保存在緩存目錄里面,其他什么都不做,這樣能讓視覺(jué)相機(jī)使用最大幀率去取圖,從而覆蓋M軸行程內(nèi)的所有空間。最后,循環(huán)所有已經(jīng)拍到的圖片,總有一張或者幾張圖片里面存在Mark標(biāo)記!最后,再一次性返回所有圖片的保存地址。
雖然這個(gè)方案很好,但是在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中卻出現(xiàn)了一個(gè)小的Bug,那就是Mark的檢測(cè)結(jié)果和實(shí)際展示圖片對(duì)不上!并且,還不是每次都會(huì)出現(xiàn)這樣的Bug,有時(shí)候就是好的。
癥狀就是,很多時(shí)候顯示的圖片里面明明沒(méi)有Mark標(biāo)記,但是算法卻能識(shí)別出Mark標(biāo)記來(lái),或者有Mark標(biāo)記,但是Mark標(biāo)記被檢測(cè)出來(lái)的上下位置卻不一樣,可偏偏結(jié)果還是正確的!
最開(kāi)始,我以為是算法有問(wèn)題,后來(lái)這個(gè)問(wèn)題很快被排除了。
那會(huì)不會(huì)是在循環(huán)圖片時(shí),把圖片索引搞錯(cuò)了呢?我仔細(xì)看了下我循環(huán)圖片,對(duì)圖片進(jìn)行視覺(jué)運(yùn)算的那段代碼,也沒(méi)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
本來(lái),這個(gè)問(wèn)題其實(shí)很好解決的,只要下個(gè)斷點(diǎn)調(diào)試一下就能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題出在哪,可偏偏軟件已經(jīng)部署在了甲方那里,問(wèn)題只能通過(guò)我們公司放在甲方那邊的同事跟我復(fù)述,我通過(guò)在代碼里面加運(yùn)行日志來(lái)分析問(wèn)題出現(xiàn)的原因。
因?yàn)槿罩究倸w是人加的,它只能被加在我可能認(rèn)為會(huì)出問(wèn)題的地方,一些我不認(rèn)為會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題的地方我是不會(huì)加的。
但偏偏有一個(gè)地方我就忽略了!
前面說(shuō)了,我在視覺(jué)相機(jī)的SDK里面重新封裝了一個(gè)批量取圖的接口,而這個(gè)接口的邏輯是通過(guò)一個(gè)觸發(fā)拍照命令,輸入指定數(shù)量的圖片和取圖時(shí)間來(lái)取圖的,取出來(lái)的圖是放在一個(gè)指針數(shù)組里面的,我需要循環(huán)將指針轉(zhuǎn)換成圖片對(duì)象,然后再保存到緩存目錄里。
因?yàn)閳D片數(shù)量太多,為了保證轉(zhuǎn)換效率,所以,我在循環(huán)指針數(shù)組的時(shí)候,使用了線程池來(lái)轉(zhuǎn)換圖片,問(wèn)題就出在這!
我外層使用的是一個(gè)普通的循環(huán),因?yàn)槲也还庖D,還需要保存圖片,而圖片名稱(chēng)的某一個(gè)規(guī)則就是循環(huán)的當(dāng)前索引,如“20250624_0_.jpg”,其中“_0_”中的0就是循環(huán)索引i的值。
因?yàn)槭褂玫氖蔷€程池來(lái)執(zhí)行取圖邏輯,那么在當(dāng)前線程里面直接取i是有問(wèn)題的!因?yàn)閕的作用域是在循環(huán)內(nèi)部,但是,循環(huán)內(nèi)部如果執(zhí)行的是一個(gè)線程,那么每一個(gè)線程所獲得到的i和這個(gè)線程的作用域不一樣,那么就會(huì)導(dǎo)致這個(gè)線程取到的i實(shí)際并不是順序的!
這么說(shuō)不理解的話,我舉一個(gè)極端的例子:
假設(shè)我們需要拍30張圖片,這30張圖片被存在了一個(gè)指針數(shù)組里,我們通過(guò)For循環(huán)去循環(huán)指針數(shù)組,每循環(huán)一次,在線程池里面加一個(gè)線程,用來(lái)將指針轉(zhuǎn)換成圖片,而此時(shí),我們PC的線程數(shù)已經(jīng)被其他程序占用,因此,這30個(gè)線程都處于等待狀態(tài),直到最后一次循環(huán),此時(shí)i為30,循環(huán)完成后,此時(shí)前面被占用的線程瞬間被釋放,前面等待的這30個(gè)線程將全部執(zhí)行,此時(shí),這30個(gè)線程里面取到的所有i值將都是30!
而此時(shí)保存圖片,所有圖片名稱(chēng)都是一樣的,因?yàn)閳D片保存走的是覆蓋流程,最后程序執(zhí)行下來(lái),只會(huì)保存住一張圖片!
如果還不懂,請(qǐng)看示例:
這就是導(dǎo)致前面所有問(wèn)題的根源!因?yàn)槲以趫?zhí)行批量取圖之后,我需要重新循環(huán)圖片地址列表去讀取圖片,然后對(duì)圖片進(jìn)行視覺(jué)運(yùn)算以及顯示。
結(jié)合上面所說(shuō),如果最后30張圖片所有的i都是30的話,那么最終保存的圖片數(shù)量就只有一張了,此時(shí),圖片數(shù)量就是1。
此時(shí),我如果使用For循環(huán)這么寫(xiě):
For(int I = 0;i<1;i++)
這么一來(lái),這個(gè)循環(huán)索引0所獲取到的圖片實(shí)際上是 “20250624_30_.jpg”,此時(shí),如果視覺(jué)算法通過(guò)了,我會(huì)將圖片索引保存,此時(shí)保存的所謂的圖片索引就是0。
顯然,索引為0的圖片并不存在,因此,在圖片顯示的時(shí)候,這時(shí)候畫(huà)面上就只有Mark標(biāo)記框,而沒(méi)有實(shí)際圖片。
那假設(shè)批量取圖數(shù)量是30,但是因?yàn)榫€程的原因,最終保存在文件夾里的圖片只有15張會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果呢?
很顯然,這時(shí)候循環(huán)索引和所有圖片的實(shí)際索引就都錯(cuò)位了!
我也在批量取圖后的那個(gè)循環(huán)讀取圖片的For循環(huán)里面也加過(guò)日志,但是恰巧當(dāng)時(shí)這個(gè)問(wèn)題沒(méi)出現(xiàn),我以為程序已經(jīng)沒(méi)問(wèn)題了,所以就將日志給去除了,后來(lái)再出問(wèn)題時(shí),就沒(méi)往這方面想了。
至于為什么不保存圖片地址而保存圖片循環(huán)的索引,這個(gè)是業(yè)務(wù)邏輯決定的。
當(dāng)然,這么寫(xiě)會(huì)出問(wèn)題我是知道的,但是,您也知道,有時(shí)候?qū)懘a的事很難說(shuō),一個(gè)不注意寫(xiě)出一個(gè)Bug其實(shí)很難發(fā)現(xiàn)的。
直到我查遍所有代碼,把所有可能性都一一排除以后,最后瞄了一眼我寫(xiě)的相機(jī)SDK,一眼就發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題所在!
總結(jié)
在For循環(huán)中使用線程,并且在線程里面使用For循環(huán)的索引導(dǎo)致的錯(cuò)誤,其實(shí)這是一個(gè)很經(jīng)典的線程安全案例,我在過(guò)去接觸到的很多年輕的程序員在使用線程的時(shí)候基本上都會(huì)遇到這個(gè)問(wèn)題。
如何避免這個(gè)問(wèn)題呢?其實(shí)很簡(jiǎn)單,就是強(qiáng)制將For循環(huán)的作用域限制到當(dāng)層循環(huán)之內(nèi),寫(xiě)法就是:
前后對(duì)比下,我只是將直接使用i的方式改成了先將i這個(gè)循環(huán)索引先賦值給變量index,然后再去使用,這樣,index這個(gè)變量的作用域就會(huì)被強(qiáng)制鎖定在當(dāng)前循環(huán)內(nèi),不管最終線程什么時(shí)候執(zhí)行,index的值不會(huì)變!
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