多線程中的執行流程是什么？

Question

我在多線程方面遇到了問題。 請考慮以下代碼：

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

void* functionA(void*);
void* functionB(void*);


int main()
{   
    pthread_t tid[2];
    pthread_attr_t arg;

    for(int i = 0; i<2; ++i)
    {
        pthread_attr_init(&arg);

        if(i == 0)
        {
            int x = 0;  
            pthread_create(&tid[i], &arg, functionA, (void*)&x);
        }

        else if(i == 1)
        {
            int x = 6;  
            pthread_create(&tid[i], &arg, functionB, (void*)&x);
        }
    }

 // wait for both threads to finish execution...    
 pthread_join(tid[0], NULL);
 pthread_join(tid[1], NULL);

 return 0;
 }


//.........................DEFINATIONS........................

void* functionA(void* x)
{
    int Index = *((int*)x);
    printf("First: %d\n",Index);    //..................... LINE M
}


void* functionB(void* x)
{
    int Index = *((int*)x);
    printf("Second: %d\n",Index);   //....................... LINE N
}

現在我相信functionA將首先開始執行，因為函數A的求助線程將首先在for循環中創建，所以根據我的輸出應該是：

  First: 0                         (from Line M)
  Second: 6                        (from Line N)

但實際輸出是，

  Second: 6
  First: 6

現在我很驚訝地看到這一點，我不知道發生了什么。 不僅secondFunction首先開始執行，而且兩個函數都顯示相同的值，即6，這對我來說沒有意義。 任何人都可以請你解釋一下這里發生了什么???? 提前致謝...

Answer 1

兩件事情

1）這里x變量范圍僅限於塊if。 所以在您的線程函數中，當您訪問該指針時，其范圍已經消失所以您正在訪問線程函數中的非法內存，這是錯誤的，它將創建未定義的行為。

回應你的一條評論

那么有沒有辦法代替變量，我可以直接發送一個常數，例如pthread_create（＆tid [i]，＆arg，functionA，6）??

POSIX線程是一個C API。 C不提供像復制構造函數這樣的語言工具，因此無法按值復制任何對象。

你需要總是只通過指針傳遞一些東西。

2）執行線程的優先級是完全操作系統和調度程序依賴，你不能假設這些線程的序列。

你還想在線程之間進行一些同步，然后使用互斥，條件變量等。

Answer 2

您將指向短期局部變量的指針傳遞到線程中，一旦這些范圍退出就會導致未定義的行為。 可能兩個線程都看到x的相同地址。

最明顯的解決方法是為變量使用更高的范圍，並且每個線程都有一個整數數組：

 pthread_t tid[2];
 pthread_attr_t arg;
 int x[2] = { 0, 6 };
 void * (*func[])(void *) = { functionA, functionB };

 for(int i = 0; i < 2; ++i)
 {
     pthread_attr_init(&arg);
     pthread_create(&tid[i], &arg, func[i], &x[i]);
 }

 // wait for both threads to finish execution...    
 pthread_join(tid[0], NULL);
 pthread_join(tid[1], NULL);

這是有效的，因為x數組將通過對pthread_join()的調用。 也不需要int *轉換指針， int *自動轉換為C中的void * 。

關於線程開始順序的假設也是假的，沒有這樣的保證。

Answer 3

無法保證他們將以何種順序運行。 創建線程時，操作系統的調度程序將注冊新線程並在有時間時運行它。 基於系統上的優先級和其他hings，它可以按任何順序選擇它們，即中斷主線程並啟動其他線程，或運行主線程直到連接，然后啟動任何其他線程。

可能你正在測試多核系統。 那些甚至可能同時並行運行，但由於某種原因，一個或另一個可能更快（可能來自第二個的數據在緩存中，而第一個必須從內存中獲取數據？）

長話短說：沒有任何保證。

如果您需要特定訂單，您可以使用鎖（即互斥鎖）來強制執行同步，或者您可以設置優先級（請參閱setpriority（））或強制實時調度（sched_setscheduler（）），但您真的應該了解您的操作系統。

Answer 4

我相信functionA將首先開始執行，因為forA的forcourse線程將首先在for循環中創建

這種假設不正確，這取決於OS控制的線程調度。

如果要查看正確的輸出，請在main()函數范圍內聲明兩個變量（在for循環之前）

int x = 0;  
int y = 6;  

並且還要改變

pthread_create(&tid[i], &arg, functionA, (void*)&x);
 pthread_create(&tid[i], &arg, functionB, (void*)&y);

通過這樣做，您至少可以獲得正確的輸出。