怪異pthread_mutex_t行爲

Question

考慮下一個代碼塊 -

#include <iostream> 

using namespace std; 

int sharedIndex = 10; 
pthread_mutex_t mutex; 

void* foo(void* arg) 
{ 
    while(sharedIndex >= 0) 
    { 
     pthread_mutex_lock(&mutex); 

     cout << sharedIndex << endl; 
     sharedIndex--; 

     pthread_mutex_unlock(&mutex); 
    } 

    return NULL; 
} 

int main() { 

    pthread_t p1; 
    pthread_t p2; 
    pthread_t p3; 

    pthread_create(&p1, NULL, foo, NULL); 
    pthread_create(&p2, NULL, foo, NULL); 
    pthread_create(&p3, NULL, foo, NULL); 

    pthread_join(p1, NULL); 
    pthread_join(p2, NULL); 
    pthread_join(p3, NULL); 

    return 0; 
} 

我只是創建了三個pthreads並給他們所有相同功能foo，在此希望每個線程，在其反過來，將打印和遞減sharedIndex 。

但這是輸出 -

10 
9 
8 
7 
6 
5 
4 
3 
2 
1 
0 
-1 
-2 

• 我不明白爲什麼當sharedIndex 達到0
• sharedIndex由mutex保護的進程不會停止。在它變成0之後它是如何訪問的？線程是不是應該直接跳至return NULL;？

編輯

此外，似乎只有第一個線程遞減sharedIndex。 爲什麼不是每個線程都在遞減共享資源？ 這裏有一個修正後的輸出 -

Current thread: 140594495477504 
10 
Current thread: 140594495477504 
9 
Current thread: 140594495477504 
8 
Current thread: 140594495477504 
7 
Current thread: 140594495477504 
6 
Current thread: 140594495477504 
5 
Current thread: 140594495477504 
4 
Current thread: 140594495477504 
3 
Current thread: 140594495477504 
2 
Current thread: 140594495477504 
1 
Current thread: 140594495477504 
0 
Current thread: 140594495477504 
Current thread: 140594478692096 
Current thread: 140594487084800 

我希望所有的線程將遞減共享源代碼 - 這意味着，每一個開關CONTEX，不同的線程將訪問資源，做它的事。

Answer 1

Th程序的行爲是未定義的。

您還沒有初始化互斥鎖。你需要或者調用pthread_mutex_init或靜態初始化：

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; 

你讀這個變量的臨界區外：

while(sharedIndex >= 0) 

這意味着，而另一個線程正在更新它，你可以讀取垃圾值。在鎖定互斥鎖並擁有對其的獨佔訪問權限之前，您不應該讀取共享變量。

編輯：

似乎只有第一個線程遞減sharedIndex

這是因爲不確定的行爲。解決上述問題，你應該看到其他線程運行。

使用您當前的代碼，編譯器可以假定sharedIndex從不會被其他線程更新，所以它不會重新讀取它，但只是讓第一個線程運行十次，然後其他兩個線程每個運行一次。

意思是，每一個交換機，一個不同的線程都會訪問資源並執行它的操作。

無法保證pthread mutexes的公平行爲。如果你想保證每個線程輪流運行的循環行爲，那麼你就需要自己強加這個行爲。通過讓另一個共享變量（也許是一個條件變量）來說明它將運行哪個線程，並阻止其他線程，直到輪到他們。

Answer 2

線程將掛在pthread_mutex_lock(&mutex);等待獲取鎖定。一旦線程遞減到0並釋放鎖，下一個等待鎖的線程將執行它的業務（使值爲-1），並且對於下一個線程（使值爲-2）相同。

你需要改變你的邏輯檢查值和鎖定互斥鎖。

Answer 3

int sharedIndex = 10; 
pthread_mutex_t mutex; 

void* foo(void* arg) 
{ 
    while(sharedIndex >= 0) 
    { 
     pthread_mutex_lock(&mutex); 

     cout << sharedIndex << endl; 
     sharedIndex--; 

     pthread_mutex_unlock(&mutex); 
    } 

    return NULL; 
} 

根據這個代碼sharedIndex是所有線程共享資源。

因此，每個對它的訪問（包括讀寫）都應該被互斥包裝。 否則，假設所有線程同時採樣sharedIndex並且其值爲1。

然後，所有線程輸入while循環，每個線程將sharedIndex減1，最後將其導向-2。

編輯

可能修復（如可能的選項之一）：

bool is_positive; 
do 
{ 
    pthread_mutex_lock(&mutex); 

    is_positive = (sharedIndex >= 0); 
    if (is_positive) 
    { 
     cout << sharedIndex << endl; 
     sharedIndex--; 
    } 

    pthread_mutex_unlock(&mutex); 
}while(is_positive); 

EDIT2

注意，您必須初始化互斥鎖：

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;