使用指针和线程时避免竞争条件

Question

我只是为了自娱自乐地修改这段代码：

#include <windows.h>
#include <process.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

void print_message(void *param)
{
    int thread_counter = *((int*)param);
    printf("Thread #%i\r\n", thread_counter);
    _endthreadex(0);
}

int main()
{
    unsigned thread_ID;
    HANDLE thread_handle;

    int thread_count = 10;

    HANDLE thread_handles[thread_count];

    for(int i = 0; i < thread_count; i++) 
    {
        thread_handles[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, &print_message, &i, 0, &thread_ID);
        thread_handle = thread_handles[i];
    }

    WaitForMultipleObjects(thread_count, thread_handles, TRUE, INFINITE);
    return EXIT_SUCCESS;
}

一个

Output
Thread #8
Thread #10
Thread #10
Thread #10
Thread #10
Thread #10
Thread #10
Thread #10
Thread #10
Thread #10

我认为问题在于我传递了对变量 i 的引用，而变量 i 在 for 循环中正在递增，而线程正在使用/操作此引用。

如何避免竞争条件，并将变量 i 的值传递给线程函数？

我也想将字符串/字符数组传递给线程函数，但我似乎不明白该怎么做。

我在 Windows 10 上使用 Tiny C 编译器 (TCC)

Answer 1

不要将指针传递给i，传递存储在i本身中的值：

void print_message(void *param)
{
    int thread_counter = (intptr_t)param;
    printf("Thread #%i\r\n", thread_counter);
    _endthreadex(0);
}

// ... rest of code ...
    // We cast the value in i to a pointer width integer value, intptr_t
    // to explicitly match the size of the void* we're smuggling it in
    thread_handles[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, &print_message, (void*)(intptr_t)i, 0, &thread_ID);
// ... rest of code ...

如果您传递的只是一个小于指针宽度值的单个值，您可以将其值作为“指针”值本身偷运进来。在这种情况下，您只需将其向上转换为 intptr_t（与指针宽度匹配的整数类型），然后在提取时向下转换。

因为传递的是实际值，而不是指向它的指针，所以在调用_beginthreadex 之前进行了复制，之后修改i 不会改变任何内容。

如果要传递的数据更大，那么您要么施加某种障碍（以确保在主线程再次接触i 之前读取值）或动态内存使用（分配空间，复制值，将分配内存的指针传递给线程，线程在释放空间之前提取值）。第三个选项是一个值数组，每个线程一个（所以第一个线程接收&arr[i]，其中i 是0，下一个&arr[i] 接收i == 1，等等）。

Answer 2

您可以传递值而不是与此类似的指针。

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>

void print(void *foo){
    intptr_t bar = (intptr_t)foo; 
    printf("%" PRIdPTR "\n",bar); 
}

int main(void)
{
    intptr_t i=1;
    print((void*)i);
    return 0;
}

您只需要小心该函数确实将其作为一个值。 在函数本身中，您必须确保您转换的变量可以采用指针的大小。 （这是通过使用intptr_t 完成的）

为了避免一般情况下的竞争条件，您可以使用互斥锁，但这在这里并不是很有用。

您可以以某种方式发出信号表明该值已在线程中读取，然后让循环等到那时，但这会使线程变得毫无用处。

Answer 3

如果您想在多个线程之间共享变量，请查看互斥锁：https://www.thegeekstuff.com/2012/05/c-mutex-examples/。

互斥锁允许你“阻塞”一个变量，这样一次只有一个线程可以使用它。