我们可以在调用 pthread-create() 函数之前定义一个变量吗

Question

我尝试在 C 语言和 Manjaro OS 上测试多线程。 我写了一个小代码，但我遇到了一个奇怪的问题

我执行了下面的简单代码，但没有得到预期的结果：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#define THREADS 4

void *routine1(void * x)
{
    int result =2;
    pthread_exit((void *)result);
}

int main ()
{
    int sum=0;
    int retval=0;
   pthread_t threads[THREADS];
    for ( int i=0;i<THREADS;i++)
        pthread_create(&threads[i], NULL, routine1, (void *)i );
   for (int i=0; i<THREADS; i++)
   {
     pthread_join(threads[i],&retval);
     sum+=retval;
   }
   printf("%d\n",sum);
   return 0;

}

上面代码的结果是：

2

但我希望在输出中看到 8 个值。经过几个小时的调试，我发现如果我在 pthread_create() 函数之后声明 sum 变量，代码将正常运行：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#define THREADS 4

void *routine1(void * x)
{
    int result =2;
    pthread_exit((void *)result);
}

int main ()
{
    int retval=0;
   pthread_t threads[THREADS];
   for ( int i=0;i<THREADS;i++)
   pthread_create(&threads[i], NULL, routine1, (void *)i );
   int sum=0;
   for (int i=0; i<THREADS; i++)
   {
        pthread_join(threads[i],&retval);
        sum+=retval;
   }
   printf("%d\n",sum);
   return 0;
}

代码的输出是：

 8

这是正确的答案。

我想知道为什么第一个代码是错误的？是因为 pthread_create() 函数吗？

注意：如果你运行这段代码，不要关心警告，它们都是关于强制转换的

Answer 1

不，这是不是的顺序。它是retval 的类型。当将&retval 传递给pthread_join 时，它的类型/大小是错误的。

当retval 是int 时，它只有4 个字节，但[假设64 位编译]，pthread_join 需要一个指向void * 的指针，即8 个字节。

这会导致未定义的行为，因为调用会将 8 个字节写入一个只有 4 个字节的变量。剩余的 4 个字节超出了retval 的大小，可能会覆盖堆栈上的任何内容。

在您的第二个示例中存在相同的未定义行为，但我们只是“走运”并得到了预期的结果[可能是因为堆栈帧中的变量顺序发生了变化，以避免 UB 产生意外结果]。但是，两者都有 UB。

另外，当转换到/从指针时，我们应该使用long 而不是int [防止编译器警告]。

这是更正后的代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#define THREADS 4

void *
routine1(void *x)
{
#if 0
    int result = 2;
#else
    long result = 2;
#endif

    pthread_exit((void *) result);
}

int
main()
{
    int sum = 0;
#if 0
    int retval = 0;
#else
    void *retval;
#endif
    pthread_t threads[THREADS];

#if 0
    for (int i = 0; i < THREADS; i++)
        pthread_create(&threads[i], NULL, routine1, (void *) i);
#else
    for (long i = 0; i < THREADS; i++)
        pthread_create(&threads[i], NULL, routine1, (void *) i);
#endif

    for (int i = 0; i < THREADS; i++) {
        pthread_join(threads[i], &retval);
#if 0
        sum += retval;
#else
        sum += (long) retval;
#endif
    }

    printf("%d\n", sum);

    return 0;

}