C，尽管互斥，在循环中初始化的pthreads无法正确执行分配的功能

Question

我在调试C程序时遇到了麻烦，该程序的目标是创建5个线程，并使每个线程在长度为10的数组的size-2块上工作。目标是获取该数组的总和。 我的实际程序比这要简单一些，因为它需要动态数组大小和线程数，但是我尝试将其简化为这个简单的问题，但仍然无法正常工作。

即，

数组= {1 2 3 4 5 6 7 8 9 10}

然后线程1在数组[0]和数组[1]上工作

和thread2适用于array [2]和array [3]

等等...

thread5适用于array [8]和array [9]

但是，当我运行代码时，即使使用互斥锁，也会得到奇怪的结果。

例如，这是运行该程序时的结果之一。

Thread #1 adding 3 to 0 New sum: 3
Thread #1 adding 4 to 3 New sum: 7
Thread #2 adding 5 to 7 New sum: 12
Thread #2 adding 6 to 12        New sum: 18
Thread #3 adding 7 to 18        New sum: 25
Thread #3 adding 8 to 25        New sum: 33
Thread #4 adding 9 to 33        New sum: 42
Thread #4 adding 9 to 42        New sum: 51
Thread #4 adding 10 to 51       New sum: 61
Thread #4 adding 10 to 61       New sum: 71
Sum: 71

首先，为什么前三行的“新总和”之前没有选项卡？ （请参阅calculate_sum函数中的printf日志）。 更重要的是，为什么线程0永远不执行其工作，为什么线程4执行两次？

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

typedef struct {
    int start, end, thread_number;
    int *data;
} Func_args;

static pthread_mutex_t mutex;
static int sum = 0;

void *calculate_sum(void *args) {

    int *arr = ((Func_args *)args)->data;
    int i = ((Func_args *)args)->start;
    int end = ((Func_args *)args)->end;
    int t_id = ((Func_args *)args)->thread_number;

    while (i < end) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        printf("Thread #%d adding %d to %d\t", t_id, arr[i], sum);
        sum += arr[i++];
        printf("New sum: %d\n", sum);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }

    return NULL;
}

#define NUM_THREAD 5
#define ARRAY_LEN 10

int main(int argc, char **argv) {

    int array[ARRAY_LEN] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
    pthread_t tid[NUM_THREAD];
    int i, pos = 0;

    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

    for (i = 0; i < NUM_THREAD; i++) {
        Func_args args;
        args.data = array;
        args.thread_number = i;
        args.start = pos;
        pos += 2;
        args.end = pos;
        pthread_create(&tid[i], NULL, calculate_sum, &args);
    }

    for (i = 0; i < NUM_THREAD; i++)
        pthread_join(tid[i], NULL);

    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    printf("Sum: %d\n", sum);

    return 0;
}

Answer 1

您正在向每个线程传递一个指向对象的指针，该对象可能在线程启动之前被破坏。

args是本地的，因此当程序退出在其中声明的范围时（即，在for循环主体的末尾），它将被销毁。

该线程可能需要一些时间才能启动，因此如果该线程在此之后启动，它将访问一个被破坏的对象-实际上，该内存将被重用于存储下一个线程的值。

您可以通过使用malloc动态分配线程数据（并记住在线程中free它，或者记住如果pthread_create失败）来修复它。