为什么在线程完成执行后我不能访问线程内分配的数组？

Question

我正在使用 malloc 为数组分配内存。我意识到，如果我在线程中使用 malloc 并且该线程停止执行，我将无法访问上述数组。

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

#define NUM_THREADS 2
#define N 4

void *threadWithoutMalloc(int *vector)
{
    int i;
    for (i = 0; i < N; i++)
    {
        vector[i] = i + 1;
    }
    return NULL;
}

void *threadWithMalloc(int *vector)
{
    vector = malloc(sizeof(int) * N);
    int i;
    for (i = 0; i < N; i++)
    {
        vector[i] = i + 1;
    }
    return NULL;
}


int main()
{
    //Generic stuff
    pthread_t *threads;
    threads = malloc(NUM_THREADS * sizeof(pthread_t));
    int rc;
    long t;
    int **pointer_vector = malloc(N * sizeof(int *));

    //Allocating the vector before entering the thread
    pointer_vector[0] = malloc(sizeof(int)*N);

    rc = pthread_create(&threads[0], NULL, (void *)threadWithoutMalloc, pointer_vector[0]);

    if (rc)
    {
        printf("Error! Code %d\n", rc);
    }

    //Allocating the vector inside the thread
    rc = pthread_create(&threads[1], NULL, (void *)threadWithMalloc, pointer_vector[1]);

    if (rc)
    {
        printf("Error! Code %d\n", rc);
    }

    //Waiting for the threads to finish executing
    pthread_join(threads[0], NULL);
    pthread_join(threads[1], NULL);

    //This works
    printf("%d\n", pointer_vector[0][0]);

    //This results in a segmentation fault
    printf("%d\n", pointer_vector[1][0]);

    return 0;
}

为什么会这样？我目前的假设是，在线程运行其进程后，它的内存被释放。但是，我使用的是动态分配，并将结果存储在main() 上声明的变量中。我只是想更好地了解发生了什么。

Answer 1

threadWithMalloc 永远不会将分配的存储地址发送回其调用者或主线程。用参数vector声明，然后给vector赋值：

vector = malloc(sizeof(int) * N);

所有这一切都是改变参数的值，这实际上是函数的局部变量。更改函数中的参数不会更改在主例程中传递的参数。因此，在主程序中pointer_vector[1] 没有改变。

要解决这个问题，让我们首先修复例程声明。 pthread_create 采用void *(*)(void *) 类型的参数，它是一个指向采用void * 参数并返回void * 结果的例程的指针。所以线程例程应该声明为接受void *参数并返回void *结果的例程，例如：

void *threadWithoutMalloc(void *parameter)

现在，在例程中，threadWithoutMalloc 想要 int *，而不是 void *。我们可以通过赋值来满足：

int *vector = parameter;

那么，当我们为threadWithoutMalloc创建线程时，我们可以不强制转换指针：

rc = pthread_create(&threads[0], NULL, threadWithoutMalloc, pointer_vector[0]);

您的编译器应该就您拥有的 pthread_create 代码向您发出警告 - 将例程转换为 void * 是一个坏信号（其行为未由 C 标准定义），并且生成的 void * 也必须由编译器转换为参数类型void *(*)(void *)，它也具有 C 标准未定义的行为并且是违反约束的。如果你的编译器没有给你警告，你应该在你的编译器中启用更多警告。

对于threadWithoutMalloc，上面的代码将int * 传递给它，这对于只接收int * 的东西来说很好。对于threadWithMalloc，我们希望它为我们提供int *。一种方法是向它传递一个指向int * 的指针，它为它提供了我们希望它存储int * 的空间地址。为此，我们可以将pointer_vector[1]的地址传递给它：

rc = pthread_create(&threads[1], NULL, threadWithMalloc, &pointer_vector[1]);

然后，它threadWithMalloc 我们再次要修复它的声明：

void *threadWithMalloc(void *parameter)

并将参数分配给所需类型的对象：

int **vector = parameter;

然后，由于vector 是指向我们的int * 所在位置的指针，而不是int * 本身，我们在以下代码中将vector 更改为*vector：

(*vector) = malloc(sizeof(int) * N);
int i;
for (i = 0; i < N; i++)
{
    (*vector)[i] = i + 1;
}

将int * 提供给主线程的另一种方法是将其作为pthreadWithMalloc 的返回值返回。我只是用参数方法来说明不同类型的参数。