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听说有人说 var++ 和 ++var 之类的语句不是线程安全的,所以我写了一个应用程序进行测试。代码如下:

   unsigned long gCounter = 0;
   const unsigned long WORKS = 1048576;  // pow(2, 20)
   const unsigned long MAX_THREADS = 100;
   const unsigned long WORKER_THREADS = 2;

   unsigned long GetCounter(){
           return gCounter++;
   }

   void *WorkerThread(void *){
           unsigned long items = 0;
           do {
                GetCounter();
                items++;
           } while(items < WORKS);

           printf("Exiting thread: %lu\n", pthread_self());
           return NULL;
    }


    int main(int argc, char* argv[]){
         pthread_t workers[MAX_THREADS];

         //create two threads
         for (int i = 0; i < WORKER_THREADS; i++){
            pthread_create(&workers[i], NULL, WorkerThread, NULL);
         }

         //wait for above threads to exit
         for (int i = 0; i < WORKER_THREADS; i++){
               pthread_join(workers[i], NULL);
         }


         assert( gCounter == (WORKER_THREADS * WORKS));
         return 0;
    }

如果后增量操作不是线程安全的,那么上面的测试应用程序有时会失败(可能会成功)。但令我惊讶的是,在我们的服务器上运行时,它在 200 次测试中总是成功,而在我的 PC 上它从未成功。

为什么会发生这种情况?为什么上面的应用程序会在我们的服务器上一直成功?以下是有关服务器和我的 PC 的信息:

     Server machine:
     System: Redhat 3.4.2 - 6.FC3  Kernel: LINUX.2.6.10 
     GCC Version: 3.4.2 20041017   
     CPU: AMD Opteron Processor 144 X86_64

     My PC:
     System: ubuntu 3.2.0-40-generic  Kernel: LINUX.3.4
     GCC Version: 4.6.3 (Ubuntu/Linaro )    
     CPU: Intel(R) Pentium(R) Dual  CPU  T2370        

     Build Command (both are the same, turn off optimization)
     g++ -O0 -o test test.cpp -lpthread

更新
今天我发现CPU是AMD Opteron 144的服务器是单CPU单核机器,也许这就是这个测试应用程序永远不会失败的原因。据我了解,单CPU单核机器不支持真正的线程并行,线程以非常快的速度运行,它们似乎并行运行,但实际上并非如此,一些线程同步问题不是在这种机器上很容易发生。

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您的代码具有未定义的行为,因为它包含数据竞争。

[intro.multithread]/21如果程序的执行包含不同线程中的两个冲突操作,则程序的执行包含数据竞争,其中至少一个不是原子的,并且两者都不会在另一个之前发生。任何此类数据竞争都会导致未定义的行为。

[intro.multithread]/4如果其中一个修改了内存位置 (1.7) 而另一个访问或修改了相同的内存位置,则两个表达式求值会发生冲突。

由于您的代码具有未定义的行为,因此您不能特别依赖它具有任何行为。不要惊讶它总是在一个平台上“工作”,而在另一个平台上永远不会工作。

[defns.undefined] 未定义 的行为:本国际标准没有要求的行为。

于 2013-05-31T00:25:05.697 回答