线程如何在 C 中工作？ [关闭]

Question

如何重现输出：

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

int myglobal;

void *thread_function(void *arg) {
  int i,j;
  for ( i=0; i<20; i++ ) {
    j=myglobal;
    j=j+1;
    printf(".");
    fflush(stdout);
    sleep(1);
    myglobal=j;
  }
  return NULL;
}

int main(void) {
  pthread_t mythread;
  int i;

  myglobal = 0;

  if ( pthread_create( &mythread, NULL, thread_function, NULL) ) {
    printf("error creating thread.");
    abort();
  }

  for ( i=0; i<20; i++) {
    myglobal=myglobal+1;
    printf("o");
    fflush(stdout);
    sleep(1);
  }

  if ( pthread_join ( mythread, NULL ) ) {
    printf("error joining thread.");
    abort();
  }

  printf("\nmyglobal equals %d\n",myglobal);
  exit(0);
}

输出：

o..oo..oo..oo..oo..oo..oo..oo..oo..oo..o

myglobal 等于21

问题：

有人能解释一下这个输出是如何产生的吗？ 为什么不像“o.o.o.o.”那样交替使用呢？

Answer 1

在您的示例中，有两个线程同时运行。两者都在大约同时开始打印，并且都在打印之间等待大约 1 秒。您无法准确确定“。”的顺序。与“o”相比，只是随着时间的推移，它们的数量将大致相同。

如果，您添加了半秒睡眠：

usleep(500000);
for ( i=0; i<20; i++) {
  myglobal=myglobal+1;
  printf("o");
  fflush(stdout);
  sleep(1);
}

那么这两个线程将更一致地交替它们的时间，你会得到你期望的序列。但请注意，即使如此，在很长一段时间内，两个线程的时间也不同步，它们可能会漂移（并破坏“o.o.o.o.o”的完美一致性）

Answer 2

有人能解释一下这个输出是如何产生的吗？为什么不像“o.o.o.o.”那样交替使用呢？

它们不能可靠地交替，因为您没有提供使它们这样做的机制。特别是，您对sleep() 函数的使用并不能实现该目标。这不是一个线程“超越”另一个线程的问题。相反，在每次迭代中，两个线程都可以在几乎完全相同的时间运行，并且机器似乎倾向于让上次运行的线程首先恢复。这是允许的，但不是必需的。

依靠时间来同步线程活动是不安全的。您需要使用 IPC（管道、信号）或线程同步对象，例如信号量、互斥锁或条件变量。

Answer 3

每一秒，你的两个线程都被唤醒并尝试打印它们各自的字符，但你不能对它们再次运行的顺序做出任何假设，在你的情况下，你似乎有：<top>t1 then t2<top>t2 then t1<top>t1 then t2<top>... 给你@987654322 @等

在我的系统 (OSX El Capitan) 上，调度给了我：o.o.o.o. 等

在我的 Solaris 上，它给出：o..oo..oo.o.o..oo..oo.o.o..oo.o..oo..oo.

在我的 ubuntu 上：o.o..o.o.oo..o.oo.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.

Answer 4

创建线程时，它会从创建它的线程继承其优先级。您还可以使用 setPriority 方法在创建线程后随时修改其优先级。在任何给定时间，当多个线程准备好执行时，运行时系统会选择具有最高优先级的 Runnable 线程来执行。只有当该线程停止、产生或变为不可运行时，较低优先级的线程才会开始执行。如果两个相同优先级的线程都在等待 CPU，调度器会任意选择其中一个来运行。所选线程一直运行，直到满足以下条件之一：

• 更高优先级的线程变为可运行的。
• 它产生，或者它的运行方法退出。
• 在支持时间片的系统上，其时间分配已过期。

然后第二个线程有机会运行，依此类推，直到解释器退出。