这个简单的pthread代码的奇怪行为

Strange behavior of this simple pthread code

本文关键字：pthread 简单 代码      更新时间：2023-10-16

如果我编译并运行下面的代码

  1 #include <iostream>
  2 #include <pthread.h>
  3 #include <cstdio>
  4 #include <cstdlib>
  5
  6 #define NTHREADS 4
  7 #define N 100
  8 #define MEGEXTRA 1000000
  9
 10 using namespace std;
 11
 12 pthread_attr_t attr;
 13
 14 void *doWork (void *threadid) {
 15     double A[N][N];
 16     int tid = *(reinterpret_cast<int *>(threadid));
 17     size_t myStackSize;
 18     pthread_attr_getstacksize (&attr, &myStackSize);
 19     cout << "Thread " << tid << ": stack size = " << myStackSize << " bytes" << endl;
 20
 21     for (int i = 0; i < N; i++) {
 22         for (int j = 0; j < N; j++) {
 23             A[i][j] = ((i * j) / 3.452) + (N - 1);
 24         }
 25     }
 26
 27     pthread_exit (NULL);
 28 }
 29
 30 int main () {
 31     pthread_t threads[NTHREADS];
 32     size_t stackSize;
 33
 34     pthread_attr_init (&attr);
 35     pthread_attr_getstacksize (&attr, &stackSize);
 36
 37     cout << "Default stack size = " << static_cast<long>(stackSize) << endl;
 38
 39     stackSize = sizeof(double) * N * N + MEGEXTRA;
 40     cout << "Amount of stack needed per thread = " << static_cast<long>(stackSize) << endl;
 41
 42     pthread_attr_setstacksize (&attr, stackSize);
 43     cout << "Creating threads with stack size = " << static_cast<long>(stackSize) << endl;
 44
 45     int i[NTHREADS];
 46     for (int j = 0; j < NTHREADS; j++) {
 47         sleep(1);
 48         i[j] = j;
 49
 50         int rc = pthread_create(&threads[j], &attr, doWork, reinterpret_cast<void *>(&i[j]));
 51         if (rc) {
 52            cout << "Error Code: " << rc << endl;
 53             exit (-1);
 54         }
 55     }
 56
 57     cout << "Created " << NTHREADS << " threads" << endl;
 58     pthread_exit(NULL);
 59 }

得到以下输出:

Default stack size = 8388608
Amount of stack needed per thread = 1080000
Creating threads with stack size = 1080000
Thread 0: stack size = 1080000 bytes
Thread 1: stack size = 1080000 bytes
Thread 2: stack size = 1080000 bytes
Created 4 threads
Thread 3: stack size = 1080000 bytes

但是如果我注释掉sleep(1);在第47行，我得到如下输出

Default stack size = 8388608
Amount of stack needed per thread = 1080000
Creating threads with stack size = 1080000
Created 4 threads
Thread 3: stack size = 1080000 bytes
Thread 2: stack size = 1080000 bytes
Thread 1: stack size = 1080000 bytes
Thread 9251904: stack size = 1080000 bytes /** ERROR should be Thread 0: stack size = 1080000 /**
谁能解释一下发生了什么事?为什么我得到不正确的输出与sleep(1)注释掉?

这是我用来编译代码的

g++ -Wall -Wextra -O2 -ggdb -pthread 5.cpp -o 5

这是因为主线程，即创建其他线程的主线程，在所有创建的线程有时间运行之前退出(通过pthread_exit的优势-无论如何，您将在main结束时退出)。i数组在被所有线程读取时被销毁并包含垃圾。

你必须等待-即pthread_join -为你的子线程在main可以退出之前。

sleep为线程的执行赢得了一些时间，但它仍然取决于操作系统来决定谁在什么时候运行。可能发生sleep(1)足够，或者不够，或者没有人跑，直到邮递员来送货。

呼叫pthread_join，你会安全的。

您没有提及您正在使用的是否是单核机器。

为什么你认为它是不正确的输出?

操作系统可以自由地以任何顺序处理线程。休眠将产生该线程，并在CPU上启用另一个线程。这就是为什么代码将产生如下所示的输出。

当你注释掉sleep(1);时，主线程将一次创建所有线程，并且可能比系统生成这些线程更快。线程本身是并发的，因此它们的输出可以以任意顺序进行。当您使用sleep(1);时，线程将被创建，主线程将等待一秒钟，而创建的线程将被调度，运行和输出在不到一秒钟的时间内，然后下一个线程将被创建。

created 4 threads将在循环结束后立即写入。如果没有sleep(1);，这个循环在任何派生线程可以运行之前立即结束，因此它将在线程的输出之前出现。在休眠状态下，除了最后一个线程之外的所有线程都经过了它们的输出，当循环离开时，Created 4 threads将出现在最后一个尚未调度的创建线程之前。

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