# C7 修复方案：Put/Delete vs Close 并发竞态

## TL;DR

> **目标**：消除 Put/Delete 检查 `writeStopped` 和 `Submit` 之间的时间窗，防止 Close 并发关闭 channel 时 send-on-closed panic。
>
> **交付**：
> - `WalWriter` 加 `submitMu sync.RWMutex`
> - Put/Delete 持读锁保护 check+Submit 临界区
> - Close 持写锁保护 writeStopped+queue.Close
> - 2 个并发测试（Put+Close、Delete+Close）
> - 单次 commit
>
> **预估工时**：1.5-2 小时
> **风险**：低。改动局限在 `WalWriter` 一个文件，3 个函数

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## Context

### Bug 摘要

`wal/writer.go:313-326` Put（Delete 同理 328-341）：

```go
func (ww *WalWriter) Put(key, value []byte) error {
    if ww.writeStopped.Load() {        // ① 检查
        return errkit.ErrWriteStopped
    }
    req := ww.queue.Submit(...)        // ② Submit（内部 `cq.ch <- req`）
    result := <-req.Result
    return result.Err
}
```

`wal/writer.go:369-382` Close：

```go
func (ww *WalWriter) Close() error {
    ww.closeOnce.Do(func() {
        ww.writeStopped.Store(true)    // A 设标志
        ww.queue.Close()               // B 关 channel
        close(ww.done)
        ww.wg.Wait()
        ...
    })
}
```

`wal/commit_queue.go:30-37` Submit：

```go
func (cq *CommitQueue) Submit(entries []*WalEntry) *CommitRequest {
    req := &CommitRequest{...}
    cq.ch <- req                       // ← send on possibly-closed channel
    return req
}
```

`CommitQueue.Close` 的注释**自己写着** "Callers must stop submitting before Close" —— 但 Put/Delete 并没有保证这一点。

### 竞态场景

```
Goroutine 1 (Put)               Goroutine 2 (Close)
────────────────                ────────────────────
writeStopped.Load() = false
                                writeStopped.Store(true)
                                queue.Close() → close(cq.ch)
queue.Submit():
  cq.ch <- req  ← PANIC
                 "send on closed channel"
```

时间窗：Put 的 ①→② 之间，Close 的 A→B 发生。

### 为什么没被抓到

现有测试串行调用 Put → Close，不模拟并发。要抓 C7 需要：
- 多 goroutine 并发 Put + 1 goroutine Close
- `defer recover` 捕获 panic
- 高并发 + 多次运行提高触发概率

属于"低概率高破坏"型 —— 平时不发作，发作就 panic 整个进程。

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## 执行计划

### Phase A：代码改动（30 分钟）

#### A.1 加 `submitMu sync.RWMutex` 到 WalWriter

```go
type WalWriter struct {
    ...
    writeStopped atomic.Bool
    submitMu     sync.RWMutex  // C7 fix: 保护 Submit vs Close 临界区
    done         chan struct{}
    ...
}
```

#### A.2 修改 Put

```go
// 改后：
func (ww *WalWriter) Put(key, value []byte) error {
    // Construct entry outside the lock to minimize critical section
    // (Oracle nice-to-have: reduces contention under high concurrency).
    entry := &WalEntry{
        OpType:    OpPut,
        ValueKind: VKInline,
        Key:       cloneBytes(key),
        Value:     cloneBytes(value),
    }

    // C7 fix: RLock 保护 check + Submit 临界区。Close 持写锁时，
    // 所有 RLock 释放后才能 queue.Close，保证 Submit 不会 send on closed channel。
    ww.submitMu.RLock()
    if ww.writeStopped.Load() {
        ww.submitMu.RUnlock()
        return errkit.ErrWriteStopped
    }
    req := ww.queue.Submit([]*WalEntry{entry})
    ww.submitMu.RUnlock()

    result := <-req.Result
    return result.Err
}
```

**关键**：RLock 在 Submit 之后、`<-req.Result` 之前释放。这样：
- Submit 在锁保护内（防止 Close 并发关 channel）
- `<-req.Result` 在锁外（不阻塞其他 Put，不阻塞 Close 拿写锁）

#### A.3 修改 Delete

同 Put 模式。

#### A.4 修改 Close

```go
// 改后：
func (ww *WalWriter) Close() error {
    ww.closeOnce.Do(func() {
        // C7 fix: 写锁等待所有 Put/Delete 的 RLock 释放。
        // 持锁期间关 channel 是安全的：没有 Submit 在进行中。
        ww.submitMu.Lock()
        ww.writeStopped.Store(true)
        ww.queue.Close()
        ww.submitMu.Unlock()

        close(ww.done)
        ww.wg.Wait()
        if err := ww.segManager.Sync(); err != nil {
            ww.closeErr = err
            return
        }
        ww.closeErr = ww.segManager.Close()
    })
    return ww.closeErr
}
```

**关键顺序**：
1. 写锁（等所有 in-flight Submit 完成）
2. `writeStopped = true`（新 Put 看到后返回错误）
3. `queue.Close`（此刻无 Submit 在进行，安全）
4. 写锁释放
5. `close(done)` + `wg.Wait`（runLoop 退出）

#### 死锁分析

| 场景 | 分析 |
|------|------|
| Put 持 RLock + Submit 阻塞（channel 满）| runLoop 持续消费（不持任何锁），Submit 最终完成，Put 释放 RLock |
| Close 等写锁 | 等 RLock 释放；RLock 释放依赖 Submit 完成；Submit 完成依赖 runLoop 消费；runLoop 不受锁影响 → 最终完成 |
| processBatch 失败后 writeStopped=true | 不影响 runLoop 继续消费 channel，不持任何锁，无死锁 |

**无死锁**。Close 可能因 Submit 阻塞而延迟（等 I/O），但最终完成。这是 graceful shutdown 的正确语义 —— **保留 backpressure，不创建锁环**。

### Phase B：测试（45 分钟）

#### B.1 TestConcurrentPutCloseNoPanic

新增到 `wal/writer_test.go`：

```go
// Regression guard for C7: concurrent Put + Close must not panic.
// Buggy code has a race window between writeStopped check and Submit's
// send on channel; Close closing the channel during that window causes
// "send on closed channel" panic.
func TestConcurrentPutCloseNoPanic(t *testing.T) {
    dir := t.TempDir()
    cfg := config.Defaults()
    ww, err := NewWalWriter(&cfg, dir, 0, 0)
    if err != nil {
        t.Fatal(err)
    }

    const goroutines = 100
    var wg sync.WaitGroup
    var panicCount atomic.Int32
    start := make(chan struct{})

    for i := 0; i < goroutines; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            defer wg.Done()
            defer func() {
                if r := recover(); r != nil {
                    panicCount.Add(1)
                }
            }()
            <-start
            _ = ww.Put([]byte("k"), []byte("v"))
        }()
    }

    wg.Add(1)
    go func() {
        defer wg.Done()
        <-start
        _ = ww.Close()
    }()

    close(start)
    wg.Wait()

    if panicCount.Load() > 0 {
        t.Fatalf("concurrent Put + Close caused %d panic(s) — C7 regression",
            panicCount.Load())
    }
}
```

#### B.2 TestConcurrentDeleteCloseNoPanic

同 B.1 但调 `ww.Delete([]byte("k"))`。

#### B.3 测试稳定性说明

> **Oracle 修订（bg_96db47f5）**：测试定位是"fix 后**保证不 panic**"，不是"fix 前**必 panic**"。buggy 代码的 race 窗口非常窄（Put check → Submit 之间几条指令），默认 queue capacity=10000，100 goroutines 通常不足以触发 channel 满阻塞。`-count=50` 能提高触发概率但不保证每次都抓到。
>
> 建议用 `go test -race ./wal -run TestConcurrent -count=10` 作为可选补充。确定性测试需要在 check 和 Submit 之间注入 test seam（过度侵入性，Phase 1 不值得）。

### Phase C：验证（15 分钟）

```bash
# 1. 编译
go build ./...

# 2. 并发测试（单次）
go test ./wal -run 'TestConcurrent' -count=1 -v

# 3. 并发测试（多次，抓 flaky race）
go test ./wal -run 'TestConcurrent' -count=50

# 4. wal 包全量
go test ./wal/... -count=1

# 5. 全仓
go test ./... -count=1

# 6. race
go test -race ./... -count=1

# 7. vet
go vet ./...
```

### Phase D：Commit message draft

```
fix: prevent send-on-closed-channel panic in concurrent Put/Delete + Close (C7)

Put/Delete checked writeStopped then called queue.Submit (which sends on
a channel). Close set writeStopped then closed the channel. With no
synchronization between the check and Submit, a concurrent Close could
close the channel during the window, causing "send on closed channel"
panic in Put/Delete.

The CommitQueue.Close comment said "Callers must stop submitting before
Close" but Put/Delete didn't enforce this.

Changes:
- wal/writer.go: add submitMu sync.RWMutex. Put/Delete hold RLock during
  writeStopped check + Submit; release before <-req.Result. Close holds
  write lock during writeStopped.Store + queue.Close, guaranteeing no
  Submit is in progress when the channel is closed.
- wal/writer_test.go: add TestConcurrentPutCloseNoPanic and
  TestConcurrentDeleteCloseNoPanic. 100 goroutines + 1 closer, recover
  panics. On buggy code, this test triggers "send on closed channel"
  panic (may require -count=N for reliable reproduction due to narrow
  race window). On fixed code, never panics.

Verified: all existing tests pass. New concurrent tests pass with
-count=50. go test -race ./... green.

Audit context: docs/audit-3.2.md C7.
```

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## 验收清单

- [ ] Phase A.1：`submitMu sync.RWMutex` 字段存在
- [ ] Phase A.2：Put 在 RLock 内 check + Submit，RUnlock 后 `<-req.Result`
- [ ] Phase A.3：Delete 同 Put 模式
- [ ] Phase A.4：Close 在写锁内 writeStopped + queue.Close
- [ ] Phase B.1：`TestConcurrentPutCloseNoPanic` 存在
- [ ] Phase B.2：`TestConcurrentDeleteCloseNoPanic` 存在
- [ ] `go test ./wal/... -count=1` 全绿
- [ ] `go test ./wal -run TestConcurrent -count=50` 全绿
- [ ] `go test -race ./... -count=1` 全绿
- [ ] `go vet ./...` 无新增警告
- [ ] 单次 commit，message 引用 audit C7

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## 不在本次范围内

| 项 | 为什么不放进来 |
|------|---------------|
| CommitQueue API 改动 | 不需要。RWMutex 在 WalWriter 层就够 |
| DB 层并发保护 | 不需要。WalWriter 的保护对 DB 层透明生效（db.Put 调 writer.Put，writer 的 submitMu 已经保护）|
| processBatch 失败后的 channel 状态 | 不影响。writeStopped 后 runLoop 继续消费，不关 channel |

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## 修订记录

- **v1（原始）**：C7 修复方案初稿，送 Momus 审
- **v1.0（Momus 审核 bg_66fea405）**：[OKAY]，无 blocking
- **v1.1（Oracle 审核 bg_96db47f5）**：**approve**（无 blocking）。3 个 nice-to-have 已采纳：
  - 缩小临界区：WalEntry 构造移到 RLock 之前
  - 死锁分析补充"保留 backpressure，不创建锁环"
  - 测试定位澄清：是"fix 后保证不 panic"，不是"fix 前必 panic"