如何创建使用 1 个全局变量的 2 个线程？答案

【问题标题】：How to create 2 threads which use 1 global variable?如何创建使用 1 个全局变量的 2 个线程？
【发布时间】：2021-12-20 19:55:26
【问题描述】：

我想创建 2 个线程，它们正在使用一个全局变量，我的代码：

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

int var = 0; // 
pthread_t threads[2];

void* function(){
    if(var % 2==0){
        var +=2;
    }
    printf("Addresse %d with var %d\n", &var, var);
}

int main() {

    for(int i = 0; i < 2; i++){
        pthread_create(&threads[i], NULL, &function, NULL);
    }
    pthread_exit(NULL);
}

我用 for 循环创建了 2 个线程。我想让两个线程都使用全局变量。一个线程增加 2，另一个线程增加 2。我用 printf 看到，它们都使用相同的地址，但输出不同。如何让每个线程执行不同的任务？

【问题讨论】：

标签： c linux multithreading pthreads global-variables

【解决方案1】：

您应该参考What is a race condition?。这是多线程竞争条件的经典示例，其中两个线程正在读取和写入相同的内存地址。

编辑：您还将作为起点的相同函数传递给两个线程。它们都检查值是否为偶数，如果是，则将值加二。

如果您希望一个线程相加，另一个线程相乘，那么您可以使用两个函数（我也在使用 mevets 推荐用于同步的互斥变量）。无论哪种方式，您的代码都将是不确定的

    void* add(){
       int val;
       pthread_mutex_lock(&varlock);
       if(var % 2==0){
           var +=2;
       }
       val = var;
       pthread_mutex_unlock(&varlock);
       printf("Addresse %d with var %d\n", &var, val);
    }
 
    void* multiply(){
        int val;
        pthread_mutex_lock(&varlock);
        if(var % 2==0){
            var *=2;
        }
        val = var;
        pthread_mutex_unlock(&varlock);
        printf("Addresse %d with var %d\n", &var, val);
    }


int main(){
   pthread_create(&threads[0], NULL, &add, NULL);
   pthread_create(&threads[1], NULL, &multiply, NULL);
   pthread_exit(NULL);
}

每次运行此代码时，您可能会得到不同的输出，因为它是不确定的。

【讨论】：

在for循环还是函数中加2更好？
你想用这段代码完成什么？如果您只是想执行 x 次，请在单个线程中使用 for 循环。如果您正在尝试学习线程，那么您应该从阅读并发以及线程如何共享内存空间开始。重读这个问题后，我似乎误解了你在问什么。您是否希望这两个函数都输出2？
我想创建 2 个使用 1 个全局变量的线程。我希望两者都做不同的操作，比如 1. 一个做加法，2. 一个做乘法

【解决方案2】：

如何让每个线程执行不同的任务？

一种方法是为每个线程编写一个单独的线程函数。在这种情况下，通过自己的 pthread_create() 调用而不是使用循环来启动每个函数会更容易。

如果您必须使用相同的线程函数，但又希望它在两种情况下执行不同的工作，那么最简单的做法是使用线程函数的参数（您的代码未能声明该参数）。例如：

void *function(void *arg) {
    if ((intptr_t) arg == 0) {
        // do one thing ...
    } else {
        // do a different thing ...
    }
    return /* something */;
}

int main(void) {
    // ...
    for(intptr_t i = 0; i < 2; i++) {
        pthread_create(&threads[i], NULL, &function, (void *) i);
    }
    // ...
}

另请注意，但是，如果您的线程都访问同一个非原子全局变量，并且其中至少有一个修改了它，那么您必须同步它们的访问，以便它们无法访问它同时。有几种方法可以做到这一点，但最常规的是提供一个互斥锁，每个线程在访问变量之前锁定并在之后解锁。

【讨论】：

【解决方案3】：

在多个线程之间安全共享变量的最简单方法是使用互斥锁（互斥）。我修改了您的程序以使用一个。请注意，它锁定了检查和修改变量的区域。虽然互斥锁对于此类应用程序很简单，但其他可能涉及等待var 具有特定值的应用程序将需要条件变量（pthread_cond_t）之类的东西。这是满足不同需求的丰富选择；但这应该让你开始：

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

int var = 0; // 
pthread_mutex_t varlock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
#define NTH 20
pthread_t threads[NTH];

void* function(){
    int val;
    pthread_mutex_lock(&varlock);
    if(var % 2==0){
        var +=2;
    }
    val = var;
    pthread_mutex_unlock(&varlock);
    printf("Addresse %d with var %d\n", &var, val);
}

int main() {

    for(int i = 0; i < NTH; i++){
        pthread_create(&threads[i], NULL, &function, NULL);
    }
    pthread_exit(NULL);
}

【讨论】：