多线程中的执行流程是怎样的？

Question

我遇到了多线程问题。请考虑以下代码：

#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
}

现在我相信 functionA 将首先开始执行，因为当然 functionA 的线程将首先在 for 循环中创建，所以根据我的输出应该是：

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

但实际输出是，

  Second: 6
  First: 6

现在看到这个真的很吃惊，不知道怎么回事。不仅 secondFunction 首先开始执行，而且两个函数都显示相同的值，即 6，这对我来说没有意义。谁能解释一下这里发生了什么？？？？提前致谢...

Answer 1

您将指向短期局部变量的指针传递给线程，一旦这些作用域退出就会导致未定义的行为。可能两个线程都看到相同的地址 x.

最明显的解决方法是为变量使用更大的范围，并为每个线程创建一个整数数组：

 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);

这是有效的，因为 x 数组将在调用 pthread_join() 之后继续存在。也不需要转换指针，int * 在 C 中自动转换为 void *。

您关于线程启动顺序的假设也是错误的，没有这样的保证。

Answer 2

两件事

1) 这里x变量作用域仅限于if块。所以在你的线程函数中，当你访问该指针时，它的范围已经消失所以你在线程函数中访问非法内存是错误的，它会产生未定义的行为。

回应您的一条评论

所以有什么办法可以直接发送一个常量而不是变量，例如 pthread_create(&tid[i], &arg, functionA, 6) ??

POSIX threads is a C API. C does not provide language facilities like copy constructors and so it is not possible to copy any object by value.

你只需要通过指针传递一些东西。

2) 线程执行的优先级完全 OS 并且取决于计划，您不能假设这些线程的顺序。

你仍然希望线程之间有一些同步，然后使用互斥锁、条件变量等。

Answer 3

无法保证它们的顺序运行。创建线程时，操作系统的调度程序将注册新线程，并在有时间时运行它。基于优先级和系统上的其他 hings 它可能会以任何顺序选择它们，即中断主线程并启动其他线程之一，或者运行主线程直到加入然后启动任何其他线程。

您可能正在多核系统上进行测试。那么这些甚至可能运行同时并行，但由于某种原因，一个或另一个可能更快（也许来自第二个的数据在缓存中，而第一个必须从内存中获取数据？）

长话短说：没有任何保证。

如果您需要特定的顺序，您可以使用锁（即互斥锁）来强制同步，或者您可以设置优先级（请参阅 setpriority()）或强制实时调度（sched_setscheduler()），但是你真的应该了解你的操作系统。

Answer 4

I believe that functionA will start its execution first, because ofcourse thread for functionA will be created first in for loop

这个假设是不正确的，它依赖于由 OS 控制的线程调度。

如果你想看到正确的输出，请在 main() 函数范围内声明两个变量（在 for 循环之前）

int x = 0;  
int y = 6;

并在

中进行更改

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

通过这样做，您至少可以获得正确的输出。

多线程中的执行流程是怎样的？

What is the flow of execution in Multi-threading?

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