使用線程的意外結果

Question

我開始玩線程（pthreads），我不明白如何預測它們的工作方式。換句話說，我有這個非常簡單的程序，只是增加一個變量：

#include <stdio.h> 
#include <pthread.h> 

int counter = 0; 

void *MyThread(void *arg) { 
    int i; 
    for (i = 0; i < 10000; i++) { 
     counter++; 
    } 

    return NULL; 
} 

int main() { 
    pthread_t tid[40]; 
    int i; 
    void *val; 
    void *MyThread(void *); 

    for (i = 0; i < 40; i++) { 
     pthread_create(&tid[i], NULL, MyThread, NULL); 
    } 

    for (i = 0; i < 40; i++) { 
     pthread_join(tid[i], &val); 
    } 

    printf("Counter = %d\n", counter); 
    return 0; 
} 

我不明白爲什麼它會給出隨機結果！如果我創建（並加入）40個線程，他們怎麼不會完成他們的工作？

Answer 1

增量不是原子操作。因此，如果每個線程同時訪問它，它很可能會破壞計數器值。如果您希望多個線程一次訪問變量，則只能使用原子操作或將操作包裝在互斥量或信號量中。

你可以做最簡單的修復，假設你正在使用gcc將與

__sync_fetch_and_add(&counter, 1); 

這取代了線

counter++; 

將取代使用原子增量遞增，並希望該程序將正確執行。

您可以找到有關原子操作在這裏更多的信息：http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.1.2/gcc/Atomic-Builtins.html

Answer 2

他們都完成了自己的工作。但是，由於併發問題，它可能不會反映在counter中。
具體而言，在您的示例中沒有定義，或者根本沒有定義counter的更新，因爲您沒有同步它們。

Answer 3

您正在使用全局變量'counter'。該變量獨立遞增，而不是由您創建的所有線程同步。

你不能有一個共享變量（在你的情況 - 計數器）由多個線程同時處理適當的同步機制。否則，你將有一個race condition。這導致未定義的行爲。

您應該使用pthread互斥鎖來鎖定您的代碼，這些代碼不是原子的，並且可以改變共享變量，也可以由線程獨立執行。編寫多線程代碼時應注意thread safety。

Answer 4

你的所有線程都修改相同的全局變量（計數器）。你應該閱讀這個問題的答覆

Global variables and threads

對於POSIX線程，你需要使用一個互斥體，你可以找到對此處http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/iseries/v5r3/index.jsp?topic=%2Frzahw%2Frzahwe18rx.htm