c - 无法理解以下程序中的 pthread_create() 行为？

Question

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

void *thread_func(void *arg)
{
        printf("hello, world \n");
        return 0;
}

int main(void)
{
        pthread_t t1, t2;

        pthread_create(&t1, NULL, thread_func, NULL);
        pthread_create(&t2, NULL, thread_func, NULL);

        printf("t1 = %d\n",t1);
        printf("t2 = %d\n",t2);

        return 0;
}

上面的程序创建了两个线程，每个线程打印“Hello World”。

因此，根据我的理解，“Hello world”最多应打印 2 次。

但是，多次执行同一程序(背对背)时，在某些情况下，“Hello world”的打印多 2 次。所以我不清楚它是如何打印出意想不到的次数的？

以下是示例输出:

[rr@ar ~]$ ./a.out
t1 = 1290651392
t2 = 1282258688
hello, world
hello, world


[rr@ar ~]$ ./a.out
t1 = 1530119936
t2 = 1521727232
hello, world
hello, world
hello, world

如上所示，多次执行程序后，"hello, world"打印了3次。谁能告诉我它为什么打印了 3 次？

Answer 1

您遇到了线程安全问题。我在 Linux 16.04 中多次运行您的代码，它产生许多不同的输出，而带有 3 个 hello world 消息的输出很少见。更常见的是根本没有输出，这意味着 main 终止的速度比线程能够完成其输出的速度更快。有时会产生部分输出，例如:

t1=xxxx
t2=yyyy
he

这意味着 main 正在退出，而只有一个线程能够将一些字符压入 stdout 缓冲区。请记住，main 的正常返回等同于调用刷新 stdio 缓冲区的 exit。

虽然我无法真正理解当您观察到 3 条消息时幕后发生了什么，但我怀疑存在一个运行竞赛，让 main 刷新当前正在被一个缓冲区刷新的缓冲区的线程。如果不仔细检查 printf 的源代码，就很难再多说了。一个可能的(粗略的)场景如下:

1. thread1 填充缓冲区并进入刷新但在开始时被抢占
2. main 退出，因此进入刷新并终止它，并在它的最后被抢占，从而生成 hello world
3. 线程 1 完成刷新生成 hello world
4. thread2 产生hello world
5. main 获取 CPU 并终止进程。

printf 没有被定义为线程安全的，这意味着实现者可能会实现也可能不会(在大多数情况下可能不会)。因此，与使用某些共享资源的任何函数一样，您需要一些互斥锁来防止缓冲区并发等。

在您的情况下，这应该通过在 main 中加入线程来大致解决(3 个输出)，这将防止 main 在线程终止之前退出/刷新。但请注意，这不会解决其他并发问题(两个线程访问同一个缓冲区...)。