用戶級和內核級線程中的並發。 為什么輸出不同？

Question

我開始學習有關線程的知識，現在到了使本書將我與用戶級線程和內核級線程混淆的時候。

這本書着重強調了差異，並提出了一個問題，說以下兩個相似代碼的輸出是不同的，但是，據我所知，它們的輸出在我看來是相同的。

第一個是關於用戶級線程的：

int number = 0;
int main() {
fork()
if it is child {number--, return 0}
if it is parent {number++, wait till child return, print number}}

我的分析是，由於number--和number ++只必須執行一次，並且在這兩次執行之后輸出將被打印出來，因此輸出必須為0。

第二種情況是關於內核級線程的：

int number = 0;
t1() {number--}
t2() {number++}
main() {
    createThread(pass t1)
    createThread(pass t2)
    wait till both complete
    print number
}

在這種情況下，同一件事，內核創建兩個線程，一個-另一個++，因此它們都必須只執行一次。 並且結果必須再次為0。

但是，這本書說輸出是不同的，或者由於干預可能會有不同的輸出，有人可以告訴我為什么嗎？

Answer 1

在第一種情況下，它不是創建線程，而是派生一個進程（查找fork（）函數的描述）。 分叉的進程具有其自己的內存，該內存是從父進程復制的，因此子進程中數字減一的結果將不會對父進程產生影響。 父流程中打印號碼的結果將為1。

Answer 2

即使您編寫了一條i++或i--指令，也可能會用機器語言將其翻譯成多個指令。 如果您正在使用內核線程，那么這兩個計算可能會在不同的內核上運行，每個內核都會緩存i的“值”。 在這種情況下，實際寫入內存的結果是不確定的，因為硬件和編譯器假定沒有人在后面修改數據。

Answer 3

在線程化的情況下，由於可能的數據爭用，有可能獲得1甚至-1作為最終值。 由於不能保證線程2完成后將啟動線程2，反之亦然，因此，如果沒有正確的同步，則兩個線程可能幾乎同時啟動並看到初始值0 。 然后，根據哪個線程完成第二秒，該值為1或-1而不是0 。 為了避免這種情況，必須使用關鍵部分或原子增量/減量這樣的同步習語。