pthread：一个 printf 语句在子线程中打印两次

Question

这是我的第一个 pthread 程序，我不知道为什么 printf 语句会在子线程中打印两次：

int x = 1;

void *func(void *p)
{
    x = x + 1;
    printf("tid %ld: x is %d\n", pthread_self(), x);
    return NULL;
}

int main(void)
{
    pthread_t tid;
    pthread_create(&tid, NULL, func, NULL);

    printf("main thread: %ld\n", pthread_self());

    func(NULL);
}

在我的平台上观察到的输出（Linux 3.2.0-32-generic #51-Ubuntu SMP x86_64 GNU/Linux）：

1.
main thread: 140144423188224
tid 140144423188224: x is 2

2.
main thread: 140144423188224
tid 140144423188224: x is 3

3.
main thread: 139716926285568
tid 139716926285568: x is 2
tid 139716918028032: x is 3
tid 139716918028032: x is 3

4.
main thread: 139923881056000
tid 139923881056000: x is 3
tid 139923872798464tid 139923872798464: x is 2

对于3，来自子线程的两条输出线

对于4，和3一样，连输出都是交错的。

Answer 1

看起来真正的答案是 Michael Burr 的评论，它引用了这个 glibc 错误：https://sourceware.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=14697

总而言之，glibc 在程序退出期间没有正确处理 stdio 缓冲区。

Answer 2

嗯。您的示例使用来自不同线程的相同“资源”。一种资源是变量 x，另一种是标准输出文件。所以你应该使用如下所示的互斥锁。最后还有一个 pthread_join 等待另一个线程完成它的工作。 （通常检查所有这些 pthread... 调用的返回码也是一个好主意）

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
int x = 1;
pthread_mutex_t mutex;

void *func(void *p)
{
    pthread_mutex_lock (&mutex);
    x = x + 1;
    printf("tid %ld: x is %d\n", pthread_self(), x);
    pthread_mutex_unlock (&mutex);
    return NULL;
}

int main(void)
{
    pthread_mutex_init(&mutex, 0);

    pthread_t tid;
    pthread_create(&tid, NULL, func, NULL);

    pthread_mutex_lock (&mutex);
    printf("main thread:  %ld\n", pthread_self());
    pthread_mutex_unlock (&mutex);

    func(NULL);
    pthread_join (tid, 0);
}

Answer 3

线程通常通过时分复用发生。处理器在两个线程之间均匀切换通常效率低下，因为这需要更多的努力和更高的上下文切换。通常，您会发现一个线程在切换之前会执行多次（如示例 3 和 4 的情况。子线程在最终终止之前执行了多次（因为主线程已退出）。

示例2：不知道为什么x在没有输出的情况下被子线程增加了。

考虑一下。主线程执行。它调用 pthread 并创建一个新线程。新的子线程递增 x。在子线程能够完成 printf 语句之前，主线程开始执行。突然之间，它也增加了 x。然而，主线程也能够运行 printf 语句。突然 x 现在等于 3。 主线程现在终止（也导致子 3 退出）。 这很可能是您的案例 2 中发生的情况。

示例 3 清楚地表明变量 x 已由于低效锁定和堆栈数据损坏而损坏！！

有关线程是什么的更多信息。

Link 1 - Additional info about threading

Link 2 - Additional info about threading

您还会发现，因为您使用的是 x 的全局变量，所以对这个变量的访问是在线程之间共享的。这很糟糕.. 非常非常糟糕，因为访问同一变量的线程会创建竞争条件和数据损坏，因为变量 x 的同一寄存器上发生了多次读写。 正是出于这个原因，使用了互斥锁，它本质上是在更新变量时创建一个锁，以防止多个线程同时尝试修改同一个变量。 互斥锁将确保 x 按顺序更新，而不是像您的情况那样偶尔更新。

有关 Pthreads in General 和 Mutex 锁定示例的更多信息，请参阅此链接。
Pthreads and Mutex variables

干杯，
彼得