[一个经典的多线程同步问题]问题引入

下面来看一个经典的多线程的同步和互斥的问题,问题的描述:

主线程启动10个子线程并将表示子线程序号的变量的地址作为参数传递给子线程。子线程接收参数->sleep(50)->全局变量++->sleep(0)->输出参数和全局变量。

要求:

1. 子线程输出的线程序号不能重复

2. 全局变量的输出必须是递增的

下面画个简单的示意图:

这个问题的考察点主要是:

1.主线程创建子线程并传入一个指向变量地址的指针作参数,由于线程启动须要花费一定的时间,所以在子线程根据这个指针访问并保存数据前,主线程应等待子线程保存完毕后才能改动该参数并启动下一个线程。这涉及到主线程与子线程之间的同步

2.子线程之间会互斥的改动和输出全局变量。要求全局变量的输出必须递增。这涉及到各子线程间的互斥

#include <stdio.h>
#include <process.h>
#include <windows.h>
//全局资源
long g_nNum;
//子线程个数
const int THREAD_NUM = 10;

unsigned int __stdcall Fun(void *param)
{
	int i = *(int *)param;
	Sleep(50);
	g_nNum++;
	Sleep(0);
	printf("线程编号为%d 全局资源为%d\n", i, g_nNum);

	return 0;
}

int main(void)
{
	g_nNum = 0;
	HANDLE handle[THREAD_NUM];

	int i = 0;
	while (i < THREAD_NUM)
	{
		handle[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, Fun, &i, 0, NULL);
		i++;
	}

	//保证子线程全部运行结束并返回
	WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, handle, true, INFINITE);

	return 0;
}

执行结果:

原因分析:

正确的流程应该是:
main线程创建thread1子线程,thread1把i的值读走,然后main线程执行i++。
然后创建第二个线程,第二个线程再把更新后的i读走,然后main线程执行i++。
 
现在错误的流程:
main线程创建thread1子线程,然后thread1的创建需要一定的时间,main线程执行i++。
之后main线程thread2子线程,同样thread2的创建也需要时间,main线程执行i++。
然后thread1和thread2创建完成,分别可以执行了,然后读取i的值,但是这时i的值已经是3,
不是当初main线程想传给它们的值。没有做好main线程和子线程的同步处理。

通过执行的结果可以看出完全是混乱和不可预知的。

接下来的几篇文章将运用Windows平台下的手段分析解决这个问题,方法包括关键段、事件、互斥量、信号量等方法。

posted @ 2015-04-03 13:03  stemon  阅读(292)  评论(0编辑  收藏  举报