c - 递增同一全局变量时线程如何表现？

Question

请您解释一下以下尝试增加全局变量 c 的代码中的差异

我不清楚为什么第一种情况下最大值为 20，而第二种情况下最大值为 10。

void * increment(void *vptr)
{   int i;
for (i = 0; i < 10; i++) {
c++ 
}
return(NULL);
}


void * increment(void *vptr)
{   int i, val;
for (i = 0; i < 10; i++) {
val = c;
c= val+1;   
}
return(NULL);
}

Answer 1

如前所述，2 个线程运行上述任一函数都可能导致 c 为 20。使用多线程时，无法保证两个线程同时或以相同的速度运行。一个线程可能会在另一个线程启动之前完成，这由操作系统、硬件等决定。因此，除非您正确防止race conditions，否则您不能依赖结果。 。

话虽如此，这两个函数执行的操作之间存在差异。具体来说，一个直接递增全局变量(可能是单个处理器指令)，而另一个将值复制到局部变量，并将该局部值 + 1 赋回全局变量。

对于您所描述的特定输出，操作顺序如下所示:

案例1:

1. c 初始化:c = 0
2. 线程 1 递增 c:c = 1
3. 线程 2 递增 c:c = 2
4. 线程 1 递增 c:c = 3
5. 线程 2 递增 c:c = 4
6. 线程 1 递增 c:c = 5
7. 线程 2 递增 c:c = 6
8. 线程 1 递增 c:c = 7
9. 线程 2 递增 c:c = 8。 。 .

案例2:

1. c 初始化:c = 0
2. 线程 1 存储 c:c = 0, val = 0
3. 线程 2 存储 c:c = 0, val = 0
4. 线程 1 将 val+1 分配给 c:c = 1
5. 线程 2 将 val+1 分配给 c:c = 1
6. 线程 1 存储 c:c = 1, val = 1
7. 线程 2 存储 c:c = 1, val = 1
8. 线程 1 将 val+1 分配给 c:c = 2
9. 线程 2 将 val+1 分配给 c:c = 2。 。 .

但是，运行第二个函数的 2 个线程没有理由不能按照以下顺序生成 20:

1. c 初始化:c = 0
2. 线程 1 存储 c:c = 0, val = 0
3. 线程 1 将 val+1 分配给 c:c = 1
4. 线程 2 存储 c:c = 1, val = 1
5. 线程 2 将 val+1 分配给 c:c = 2
6. 线程 1 存储 c:c = 2, val = 2
7. 线程 1 将 val+1 分配给 c:c = 3
8. 线程 2 存储 c:c = 3, val = 3
9. 线程 2 将 val+1 分配给 c:c = 4。 。 .