C++ 意外的多线程行为

Question

我正在使用互斥锁在 C++ 中处理多线程。我的代码如下:

#include "stdafx.h"
#include <thread>
#include <iostream>
#include <string>
#include <mutex>
using namespace std;

std::mutex mu;

void shared_print(string msg, int i) {
    std::lock_guard<std::mutex> guard(mu);
    cout << msg << i << endl;
}

void function_1() {
    for (int i = 0; i > -3; i--)
        shared_print("Thread1: ", i);
}

int main() {
    std::thread thread1(function_1);

    for (int i = 0; i < 3; i++)
        shared_print("Main: ", i);

    thread1.join();
    return 0;
}

据我了解，互斥锁一次只允许访问一个资源。因此互斥量将被第一个调用它的线程 (Thread1) 锁定。当 main 线程尝试访问互斥体时，它将被阻塞，直到互斥体被 Thread1 解锁。一旦 cout 被执行，它将被解除阻塞，main 将被允许执行。

我希望结果是交错调用，例如 Thread1、Main、Thread1、Main 等。

但是，我在标准输出上得到了以下结果。对于任意数量的迭代，模式都保持不变:

Thread1: 0
Thread1: -1
Thread1: -2
Main: 0
Main: 1
Main: 2

Answer 1

首先意识到执行顺序是不确定的，所以你得到的是完全有效的——下次你运行它时，你可能会得到一个完全不同的顺序。

我将每个线程的迭代次数增加到 32。运行它，最后几次迭代看起来像这样:

Thread1: -22
Main: 22
Thread1: -23
Main: 23
Main: 24
Thread1: -24
Main: 25
Thread1: -25
Main: 26
Thread1: -26
Main: 27
Thread1: -27
Thread1: -28
Thread1: -29
Main: 28
Main: 29
Main: 30
Main: 31
Thread1: -30
Thread1: -31

因此，有时我们会交错，有时我们会从一个线程中获得短运行(在这种情况下 4 是最长的)。其他时候我运行它，我得到了完美的交错，所以整个过程作为线程 1 的一个输出运行，然后是 Main 的一个输出，然后重复。

底线:您的代码按预期工作。