c++ - 奇怪的 pthread_mutex_t 行为

Question

考虑下一段代码——

#include <iostream>

using namespace std;

int sharedIndex = 10;
pthread_mutex_t mutex;

void* foo(void* arg)
{
    while(sharedIndex >= 0)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex);

        cout << sharedIndex << endl;
        sharedIndex--;

        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }

    return NULL;
}

int main() {

    pthread_t p1;
    pthread_t p2;
    pthread_t p3;

    pthread_create(&p1, NULL, foo, NULL);
    pthread_create(&p2, NULL, foo, NULL);
    pthread_create(&p3, NULL, foo, NULL);

    pthread_join(p1, NULL);
    pthread_join(p2, NULL);
    pthread_join(p3, NULL);

    return 0;
}

我简单地创建了三个 pthreads 并赋予它们相同的函数 foo，希望每个线程轮流打印并递减 sharedIndex 。

但这是输出 -

10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
-1
-2

• 我不明白为什么进程在 sharedIndex 时不停止达到 0。
• sharedIndex 受 mutex 保护。变成0后怎么访问了？线程不是应该直接跳到 return NULL; 吗？

编辑

此外，似乎只有第一个线程递减sharedIndex。为什么不是每个线程都轮流递减共享资源？这是修复后的输出 -

Current thread: 140594495477504
10
Current thread: 140594495477504
9
Current thread: 140594495477504
8
Current thread: 140594495477504
7
Current thread: 140594495477504
6
Current thread: 140594495477504
5
Current thread: 140594495477504
4
Current thread: 140594495477504
3
Current thread: 140594495477504
2
Current thread: 140594495477504
1
Current thread: 140594495477504
0
Current thread: 140594495477504
Current thread: 140594478692096
Current thread: 140594487084800

我希望所有线程都会递减共享源 - 意思是，每次上下文切换，不同的线程都会访问资源并执行它的操作。

Answer 1

这个程序的行为是未定义的。

你还没有初始化互斥量。您需要调用 pthread_mutex_init 或静态初始化它:

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

你在临界区外读取这个变量:

while(sharedIndex >= 0)

这意味着您可以在另一个线程更新垃圾值时读取它。在锁定互斥锁并对其进行独占访问之前，您不应读取共享变量。

编辑:

it seems that only the first thread decrements the sharedIndex

那是因为未定义的行为。解决上述问题，您应该会看到其他线程在运行。

对于您当前的代码，允许编译器假设 sharedIndex 永远不会被其他线程更新，因此它不会重新读取它，而只是让第一个线程运行十次，然后其他两个线程各运行一次。

Meaning, every contex switch, a different thread will access the resource and do its thing.

不能保证 pthread 互斥体的行为是公平的。如果你想保证每个线程轮流运行的循环行为，那么你需要自己强加，例如通过另一个共享变量(可能还有一个条件变量)来说明轮到哪个线程运行，并阻塞其他线程直到轮到它们。