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c++ - C , C++ 非同步线程返回一个奇怪的结果

coder 2024-02-06 原文

好的，我有一个关于线程的问题。

有两个非同步线程同时运行并使用全局资源“int num” 第一:

    void Thread()
{ 
    int i;
    for ( i=0 ; i < 100000000; i++ )
    {
        num++;
        num--;
    }
}

第二个:

    void Thread2()
{ 
    int j;
    for ( j=0 ; j < 100000000; j++ )
    {
        num++;
        num--;      
    }
}

问题指出:程序末尾变量“num”的可能值是什么。 现在我会说 0 将是程序末尾 num 的值，但是，尝试运行这段代码，你会发现结果是相当随机的， 我不明白为什么？

完整代码:

 #include <windows.h>
    #include <process.h>
    #include <stdio.h>

    int static num=0;

   void Thread()
    { 
        int i;
        for ( i=0 ; i < 100000000; i++ )
        {
            num++;
            num--;
        }
    }

   void Thread2()
    { 
        int j;
        for ( j=0 ; j < 100000000; j++ )
        {
            num++;
            num--;      
        }
    }

    int main()
    {
        long handle,handle2,code,code2;
        handle=_beginthread( Thread, 0, NULL );
        handle2=_beginthread( Thread2, 0, NULL );

        while( (GetExitCodeThread(handle,&code)||GetExitCodeThread(handle2,&code2))!=0 );

        TerminateThread(handle, code );
        TerminateThread(handle2, code2 );

        printf("%d ",num);
        system("pause"); 
    }

最佳答案

num++ 和 num-- 不必是原子操作。以num++为例，大概是这样实现的:

int tmp = num;
tmp = tmp + 1;
num = tmp;

其中 tmp 保存在 CPU 寄存器中。

现在假设num == 0，两个线程都尝试执行num++，操作交错如下:

Thread A        Thread B
int tmp = num;
tmp = tmp + 1;
                int tmp = num;
                tmp = tmp + 1;
num = tmp;
                num = tmp;

最后的结果将是 num == 1，即使它应该递增两次。在这里，一个增量丢失了；同样，减量也可能丢失。

在病态情况下，一个线程的所有增量都可能丢失，导致 num == -100000000，或者一个线程的所有减量都可能丢失，导致 num == + 100000000。那里甚至可能潜伏着更极端的情况。

然后还有其他事情在进行，因为 num 没有声明为 volatile。因此，两个线程都将假定 num 的值不会改变，除非是它们改变了它。这允许编译器优化整个 for 循环，如果它感觉如此倾向的话!

关于c++ - C , C++ 非同步线程返回一个奇怪的结果，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/4912467/

amp43codenumsectionc++cmultithreadingthread-safety

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