c - 为什么这段代码不是确定性的？

Question

以下片段是来自 SPLASH 2 的 water-nsq 基准测试的代码...

    if (comp_last > NMOL1) 
    {
        for (mol = StartMol[ProcID]; mol < NMOL; mol++) 
        {
            pthread_mutex_lock(&gl->MolLock[mol % MAXLCKS]);

            for ( dir = XDIR; dir  <= ZDIR; dir++) {
                temp_p = VAR[mol].F[DEST][dir];
                temp_p[H1] += PFORCES[ProcID][mol][dir][H1];
                temp_p[O]  += PFORCES[ProcID][mol][dir][O];
                temp_p[H2] += PFORCES[ProcID][mol][dir][H2];
            }

            pthread_mutex_unlock(&gl->MolLock[mol % MAXLCKS]);
        }

        comp = comp_last % NMOL;
        for (mol = 0; ((mol <= comp) && (mol < StartMol[ProcID])); mol++) 
        {
            pthread_mutex_lock(&gl->MolLock[mol % MAXLCKS]);

            for ( dir = XDIR; dir  <= ZDIR; dir++) 
            {
                temp_p = VAR[mol].F[DEST][dir];
                temp_p[H1] += PFORCES[ProcID][mol][dir][H1];
                temp_p[O]  += PFORCES[ProcID][mol][dir][O];
                temp_p[H2] += PFORCES[ProcID][mol][dir][H2];
            }

            pthread_mutex_unlock(&gl->MolLock[mol % MAXLCKS]);
        }
    }
    else
    {
        for (mol = StartMol[ProcID]; mol <= comp_last; mol++) 
        {
            pthread_mutex_lock(&gl->MolLock[mol % MAXLCKS]);

            for ( dir = XDIR; dir  <= ZDIR; dir++) 
            {
                temp_p = VAR[mol].F[DEST][dir];
                temp_p[H1] += PFORCES[ProcID][mol][dir][H1];
                temp_p[O]  += PFORCES[ProcID][mol][dir][O];
                temp_p[H2] += PFORCES[ProcID][mol][dir][H2];
            }

            pthread_mutex_unlock(&gl->MolLock[mol % MAXLCKS]);
        } 
    }

    pthread_barrier_wait(&(gl->start));

问题在于它最终在障碍处不是确定性的，也就是说，如果您使用相同的输入执行此代码两次，它会给出不同的答案。换句话说，如果改变互斥量的锁顺序，结果是不同的。

是的，我已经通过记录内存页来验证这一点。此外，我可以向您保证，更改发生在 VAR(由 temp_p 指向)内存中。

我想知道为什么？因为显然，所有线程都将自己的值 (PFORCES[ProcID]...) 加到 temp_p 的总和上，最后，也就是在屏障处，无论线程获取锁的顺序如何，结果都应该相同。

[编辑]

此外，请注意变量comp、dir 和mol 都是线程的局部变量，因此不共享。

Answer 1

第二次尝试。

我无法检查它，但我假设在 temp_p[H1] += PFORCES[ProcID][mol][dir][H1]; 中您要添加 double 或 float 。

对于浮点类型，加法的顺序很重要!浮点加法不是关联!

不同的线程顺序意味着不同的加法顺序。因此，结果的变化是意料之中的。

参见 http://en.wikipedia.org/wiki/Floating_point#Accuracy_problems进行一些解释。