c - 为什么我创建的线程没有按顺序打印？

Question

我有这个程序:

void *func(void *arg) {
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    int *id = (int *)arg;

    printf("My ID is %d\n" , *id);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
}

int main() {
    int i;
    pthread_t tid[3];

    // Let us create three threads
    for (i = 0; i < 3; i++) {
        pthread_create(&tid[i], NULL, func, (void *)&i);
    }

    for (i = 0; i < 3; i++) {
        pthread_join(tid[i], NULL);
    }

    pthread_exit(NULL);
    return 0;
}

我希望它输出这个:

My ID is 0
My ID is 1
My ID is 2

但我得到的是随机输出，例如:

My ID is 0
My ID is 0
My ID is 2

由于我已经添加了互斥锁，所以我认为它可以解决问题。我还做错了什么？这与竞争条件有关吗？

Answer 1

这里的 id 指向所有线程的 main 中的同一个变量 i。

int *id = (int *)arg;

printf("My ID is %d\n" , *id);

但是变量 i 不断地被线程后面的 main 中的两个 for 循环更新。因此，在线程到达 printf 点之前，i 的值以及 *id 的值可能已更改。

有几种方法可以解决这个问题。最佳方法取决于用例:

1. 在 main 中等待，直到线程发出信号表明它已经复制了 *id，然后再修改 i 或让它超出范围.
2. 声明并初始化一个数组 int thread_id[]，然后像这样创建线程:pthread_create(&tid[i], NULL, func, &thread_id[i]);

3. malloc 一些内存并用 i 的副本初始化它:

   int *thread_id = malloc(sizeof(*thread_id));
   *thread_id = i
   pthread_create(&tid[i], NULL, func, thread_id);
   

   只是不要忘记在您使用完线程后释放您的内存。或者在 main 中，如果线程无法启动。

4. 如果 i 适合 void * 可以将其内容作为参数直接传递给线程。为确保它适合，您可以将其声明为 intptr_t 而不是 int(我们基本上滥用了指针不过是魔法整数这一事实):

   void *func(void *arg) {
       pthread_mutex_lock(&mutex);
       // Here we interpret a pointer value as an integer value
       intptr_t id = (intptr_t )arg;
   
       printf("My ID is %d\n" , (int)id);
       pthread_mutex_unlock(&mutex);
   }
   
   int main() {
       intptr_t i;
       pthread_t tid[3];
   
       // Let us create three threads
       for (i = 0; i < 3; i++) {
           // Here we squeeze the integer value of `i` into something that is
           // supposed to hold a pointer
           pthread_create(&tid[i], NULL, func, (void *)i);
       }
   
       for (i = 0; i < 3; i++) {
           pthread_join(tid[i], NULL);
       }
   
       // This does not belong here !!
       // pthread_exit(NULL);
       return 0;
   }