c - 多线程程序中的输出

Question

在多线程上编写我的基本程序时遇到了一些困难。

在下面的程序中，如果我在位置 1 休眠，则打印的共享数据的值始终为 10，而在位置 2 保持休眠时，共享数据的值始终为 0。

为什么会出现这种输出？如何决定我们应该在哪个地方 sleep 。这是否意味着如果我们在互斥体中放置一个 sleep ，那么另一个线程根本不会被执行，因此共享数据为 0。

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

    pthread_mutex_t lock;

    int shared_data = 0;

    void * function(void *arg)
    {
        int i ;
        for(i =0; i < 10; i++)
        {
            pthread_mutex_lock(&lock);
            shared_data++;
            pthread_mutex_unlock(&lock);
        }

        pthread_exit(NULL); 
    }


    int main()
    {
        pthread_t thread;
        void * exit_status;
        int i;

        pthread_mutex_init(&lock, NULL);

        i = pthread_create(&thread, NULL, function, NULL);

        for(i =0; i < 10; i++)
        {
            sleep(1);      //POSITION 1
            pthread_mutex_lock(&lock);
            //sleep(1);    //POSITION 2
            printf("Shared data value is %d\n", shared_data);
            pthread_mutex_unlock(&lock);
        }

        pthread_join(thread, &exit_status);

        pthread_mutex_destroy(&lock);
    }

Answer 1

如果您在锁定互斥量之前进入休眠状态，那么您就是在给其他线程足够的时间来更改共享变量的值。这就是为什么您会在位置 #1 看到“ sleep ”值为“10”的原因。

当您首先获取互斥量时，您可以足够快地锁定它，以便您可以在其他线程有机会修改它之前打印出该值。另一个线程等待并阻塞 pthread_mutex_lock() 调用，直到您的主线程完成休眠并将其解锁。那时，第二个线程终于开始运行并更改值。这就是为什么您在位置 #2 看到“ sleep ”值为“0”的原因。

这是竞争条件的经典案例。在不同的机器上，相同的代码可能不会在位置 #2 的 sleep 调用中显示“0”。在您的主线程锁定互斥体之前，第二个线程完全有可能有机会更改一次或两次变量的值。互斥量可以确保两个线程不会同时访问同一个变量，但它无法控制两个线程访问它的顺序。