並行臭蟲分類（taxonomy of concurrency bugs）

並行臭蟲自成一類，惡名昭彰，因為它們會躲。循序臭蟲是可重現的：同樣的輸入、同樣的錯誤答案，每次皆然。並行臭蟲取決於執行緒的確切交錯，而排程器每次執行的決定都不同，於是程式可能正確運作一千次，卻在第一千零一次失敗。這類臭蟲被暱稱為海森堡蟲（Heisenbug），因為觀察它們的動作——加一行印出語句、在除錯器下執行、把速度放慢——會改變時序，往往使它們消失。為這些臭蟲反覆出現的形狀取名，是獵捕它們的第一步。

對真實軟體的研究，把多數非死結的並行臭蟲歸入幾個家族。資料競爭（data race）最原始：兩個執行緒並行存取同一個記憶體位置、其中至少一個在寫、且彼此間毫無同步——結果取決於誰勝出，在許多語言裡是未定義的。原子性違反（atomicity violation）更微妙：每個個別存取都有妥善同步，但程式設計師以為會作為一個整體發生的一串動作，在中途被打斷——例如檢查一個指標非空、然後使用它，卻有別的執行緒在縫隙裡把它設為空（檢查後行動的臭蟲，其中檢查時點到使用時點的競態是經典）。順序違反（order violation）是程式假設 A 永遠先於 B 發生，卻沒有任何東西強制它，於是在倒楣的排程上 B 先跑——例如在某執行緒實際執行之前，就使用它本應初始化的變數。死結（資源的循環等待）是第四個大家族，通常獨立研究。

使這個分類具有實用價值的，是每個家族都指向它自己的偵測與預防戰術。資料競爭可由動態競爭偵測器（如 ThreadSanitizer）抓出，它監看每一次共享存取；原子性與順序違反更難，需要謹慎的、基於不變量的推理或專門工具。由於一般測試在這裡如此不可靠——一個通過的測試只證明某一種交錯能用，而非全部——團隊轉而倚賴壓力測試、決定性排程器與重播、徹底探索交錯的模型檢驗，以及最重要的——有紀律的設計（清楚的鎖定慣例、不可變性、訊息傳遞），從建構上使整類臭蟲不可能發生。誠實的結論是：你無法靠測試可靠地把並行臭蟲清掉；你必須在設計上把它們排除掉。