pthread_exit 和/或 pthread_join 导致 Abort 和 SegFaults

Question

以下代码是一个简单的线程游戏，它在线程之间切换导致计时器减少。

它适用于 3 个线程，导致 4 个线程的原因和 Abort(core dumped)，并导致 5 个或更多线程的段错误。

有人知道为什么会发生这种情况吗？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <errno.h>
#include <assert.h>

int volatile num_of_threads;
int volatile time_per_round;
int volatile time_left;
int volatile turn_id;
int volatile thread_running;
int volatile can_check;
void *  player (void * id_in){
 int id= (int)id_in;
 while(1){
  if(can_check){
   if (time_left<=0){
    break;
   }
   can_check=0;
   if(thread_running){
    if(turn_id==id-1){
     turn_id=random()%num_of_threads;
     time_left--;
    }
   }
   can_check=1;
  }
 }
 pthread_exit(NULL);
}
int main(int argc, char *args[]){
 int i;
 int buffer;
 pthread_t * threads =(pthread_t *)malloc(num_of_threads*sizeof(pthread_t));
 thread_running=0;
 num_of_threads=atoi(args[1]);
 can_check=0;
 time_per_round = atoi(args[2]);
 time_left=time_per_round;
 srandom(time(NULL));
 //Create Threads
 for (i=0;i<num_of_threads;i++){
  do{
  buffer=pthread_create(&threads[i],NULL,player,(void *)(i+1));
  }while(buffer == EAGAIN);
 }
 can_check=1;

 time_left=time_per_round;
 turn_id=random()%num_of_threads;
 thread_running=1;

 for (i=0;i<num_of_threads;i++){
  assert(!pthread_join(threads[i], NULL));
 }
 return 0;
}

Answer 1

请参阅下文，了解为什么您不应该在 pthreads 中依赖 volatile。但是，您的特定问题可能是因为您根据num_of_threads 变量之前分配了您的pthread 数组，而您实际上已经从argv[] 设置了num_of_thread：

pthread_t *threads = (pthread_t *)malloc (num_of_threads * sizeof (pthread_t));
thread_running = 0;
num_of_threads = atoi (args[1]);

所以很有可能您在threads 数组的末尾之外写入。 num_of_threads 变量在启动时可能为零，这意味着您没有分配您认为的内容。将分配移动到在提取参数之后，这应该可以解决它。

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现在，为了您的观看乐趣 :-)，我最初对 volatile 的不安全使用进行了咆哮，我仍然支持。

不要不依赖volatile 来保护您的共享变量。正确的方法是使用pthread_mutex_blab_blah_blah 调用。

特别注意，检查此代码段：

if (can_check) {
   if (time_left <= 0) {
    break;
   }
   // URK!!
   can_check=0;

URK!! 是您当前线程可能被关闭并再次运行的点，这导致 两个 线程可能正在运行代码的关键部分。

我的建议是完全忘记can_check，只使用互斥锁保护所有共享变量，例如（从内存中）：

void *player (void * id_in) {
    int id = (int)id_in;
    while (1) {
        pthread_mutex_lock (&mutex);
        if (time_left <= 0) {
            pthread_mutex_unlock (&mutex);
            break;
        }
        if (thread_running) {
            if (turn_id == id-1) {
                turn_id = random() % num_of_threads;
                time_left--;
            }
        }
        pthread_mutex_unlock (&mutex);
    }
    pthread_exit(NULL);
}

然后放到文件级：

pthread_mutexattr_t mutexattr;  // prob. not needed at file level.
pthread_mutex_t mutex;

并且，在 main 中，在启动任何其他线程之前：

pthread_mutexattr_init (&mutexattr);
// Change attributes if needed.
pthread_mutex_init (&mutex, &mutex_attr);

// Then run all you other stuff here, make sure you've joined with all threads.

pthread_mutex_destroy (&mutex);

哦，是的，虽然我没有这样做，但您还应该检查所有这些互斥调用的返回码。我不打算添加它，因为它会用不必要的细节堵塞答案，但这是一个很好的做法。