使用 C++11 线程强制线程之间的争用

Forcing race between threads using C++11 threads

本文关键字：线程 争用 之间 C++11 使用      更新时间：2023-10-16

刚刚开始使用C++11线程库进行多线程(以及一般的多线程(，并编写了简短的代码片段。 

 #include <iostream>
 #include <thread>
int x = 5; //variable to be effected by race 
    //This function will be called from a thread
    void call_from_thread1() {
    for (int i = 0; i < 5; i++) { 
           x++;
          std::cout << "In Thread 1 :" << x << std::endl;
        }
    }    
    int main() {
        //Launch a thread
        std::thread t1(call_from_thread1);
       for (int j = 0; j < 5; j++) {
            x--;
            std::cout << "In Thread 0 :" << x << std::endl;
        }
        //Join the thread with the main thread
        t1.join();
    std::cout << x << std::endl;
    return 0;
    }

由于两个线程之间的竞争，我每次(或几乎每次(都期望得到不同的结果，我运行这个程序。但是，输出始终是：0，即两个线程像顺序运行一样运行。为什么我得到相同的结果，有没有办法模拟或强制两个线程之间的竞争？

您的样本量相当小，并且在连续的 stdout 冲洗中有些自停。简而言之，你需要一个更大的锤子。

如果要查看实际争用条件的实际运行情况，请考虑以下事项。我特意添加了一个原子和非原子计数器，将两者发送到示例的线程。一些测试运行结果发布在代码之后：

#include <iostream>
#include <atomic>
#include <thread>
#include <vector>
void racer(std::atomic_int& cnt, int& val)
{
    for (int i=0;i<1000000; ++i)
    {
        ++val;
        ++cnt;
    }
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    unsigned int N = std::thread::hardware_concurrency();
    std::atomic_int cnt = ATOMIC_VAR_INIT(0);
    int val = 0;
    std::vector<std::thread> thrds;
    std::generate_n(std::back_inserter(thrds), N,
        [&cnt,&val](){ return std::thread(racer, std::ref(cnt), std::ref(val));});
    std::for_each(thrds.begin(), thrds.end(),
        [](std::thread& thrd){ thrd.join();});
    std::cout << "cnt = " << cnt << std::endl;
    std::cout << "val = " << val << std::endl;
    return 0;
}

一些示例从上面的代码运行：

cnt = 4000000
val = 1871016
cnt = 4000000
val = 1914659
cnt = 4000000
val = 2197354

请注意，原子计数器是准确的(我运行在具有超线程的双核 i7 Macbook Air 笔记本电脑上，因此 4 倍线程，因此 400 万(。对于非原子计数器来说，情况并非如此。

启动第二个线程会产生大量的启动开销，因此它的执行几乎总是在第一个线程完成 for 循环后开始，相比之下，这几乎不需要时间。若要查看争用条件，需要运行耗时更长的计算，或者包括 I/O 或其他需要大量时间的操作，以便两个计算的执行实际上重叠。

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