多线程二 多线程中的隐蔽问题揭秘
来源:互联网 发布:肉身不腐 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/06/03 16:16
上一篇《多线程一 CreateThread与_beginthreadex本质区别》中讲到一个多线程报数功能。为了描述方便和代码简洁起见,我们可以只输出最后的报数结果来观察程序是否运行出错。这也非常类似于统计一个网站每天有多少用户登录,每个用户登录用一个线程模拟,线程运行时会将一个表示计数的变量递增。程序在最后输出计数的值表示有今天多少个用户登录,如果这个值不等于我们启动的线程个数,那显然说明这个程序是有问题的。整个程序代码如下:
#include <stdio.h>#include <process.h>#include <windows.h>volatile long g_nLoginCount; //登录次数unsigned int __stdcall Fun(void *pPM); //线程函数const int THREAD_NUM = 10; //启动线程数unsigned int __stdcall ThreadFun(void *pPM){Sleep(100); //some work should to dog_nLoginCount++;Sleep(50); return 0;}int main(){g_nLoginCount = 0;HANDLE handle[THREAD_NUM];for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++)handle[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, ThreadFun, NULL, 0, NULL);WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, handle, TRUE, INFINITE); printf("有%d个用户登录后记录结果是%d\n", THREAD_NUM, g_nLoginCount);return 0;}
程序中模拟的是10个用户登录,程序将输出结果:有10个用户登录后记录结果是10。
和上一篇的线程报数程序一样,程序输出的结果好象并没什么问题。下面我们增加点用户来试试,现在模拟50个用户登录,为了便于观察结果,在程序中将50个用户登录过程重复20次,代码如下:
#include <stdio.h>#include <windows.h>volatile long g_nLoginCount; //登录次数unsigned int __stdcall Fun(void *pPM); //线程函数const DWORD THREAD_NUM = 50;//启动线程数DWORD WINAPI ThreadFun(void *pPM){Sleep(100); //some work should to dog_nLoginCount++;Sleep(50);return 0;}int main(){printf(" 原子操作 Interlocked系列函数的使用\n");printf(" -- by MoreWindows( http://blog.csdn.net/MoreWindows ) --\n\n");//重复20次以便观察多线程访问同一资源时导致的冲突int num= 20;while (num--){g_nLoginCount = 0;int i;HANDLE handle[THREAD_NUM];for (i = 0; i < THREAD_NUM; i++)handle[i] = CreateThread(NULL, 0, ThreadFun, NULL, 0, NULL);WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, handle, TRUE, INFINITE);printf("有%d个用户登录后记录结果是%d\n", THREAD_NUM, g_nLoginCount);}return 0;}
现在结果水落石出,明明有50个线程执行了g_nLoginCount++;操作,但结果输出是不确定的,有可能为50,但也有可能小于50。
要解决这个问题,我们就分析下g_nLoginCount++;操作。在VC6.0编译器对g_nLoginCount++;这一语句打个断点,再按F5进入调试状态,然后按下Debug工具栏的Disassembly按钮,这样就出现了汇编代码窗口。可以发现在C/C++语言中一条简单的自增语句其实是由三条汇编代码组成的,如下图所示:
讲解下这三条汇编意思:
第一条汇编将g_nLoginCount的值从内存中读取到寄存器eax中。
第二条汇编将寄存器eax中的值与1相加,计算结果仍存入寄存器eax中。
第三条汇编将寄存器eax中的值写回内存中。
这样由于线程执行的并发性,很可能线程A执行到第二句时,线程B开始执行,线程B将原来的值又写入寄存器eax中,这样线程A所主要计算的值就被线程B修改了。这样执行下来,结果是不可预知的——可能会出现50,可能小于50。
因此在多线程中操作一个变量时,应该注意线程直接的互斥与同步,下一张介绍关键段来进行多线程之间的互斥和同步。
文章转载于:http://blog.csdn.net/morewindows/article/details/7429155
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