线程同步的障碍

Question

我正在创建 n 个线程 &然后在障碍击穿后开始执行。

在全局数据空间中：

int bkdown = 0;

在 main() 中：

pthread_barrier_init(&bar,NULL,n);

for(i=0;i<n;i++)
{
pthread_create(&threadIdArray[i],NULL,runner,NULL);
if(i==n-2)printf("breakdown imminent!\n");
if(i==n-1)printf("breakdown already occurred!\n");
}

在线程运行程序函数中：

void *runner(void *param)
{
 pthread_barrier_wait(&bar);

 if(bkdown==0){bkdown=1;printf("barrier broken down!\n");}

        ...

 pthread_exit(NULL);
}

预期顺序：

breakdown imminent!
barrier broken down!
breakdown already occurred!

实际顺序： （反复测试）

breakdown imminent!
breakdown already occurred!
barrier broken down!!

有人可以解释一下原因吗在“已经发生” 消息之前我没有收到“已损坏” 消息？

Answer 1

线程的运行顺序取决于操作系统。仅仅因为您启动了一个线程并不意味着操作系统会立即运行它。

如果您确实想控制线程的执行顺序，则必须在其中放置某种同步（使用互斥体或条件变量）。

Answer 2

for(i=0;i<n;i++)
{
pthread_create(&threadIdArray[i],NULL,runner,NULL);
if(i==n-2)printf("breakdown imminent!\n");
if(i==n-1)printf("breakdown already occurred!\n");
}

在 i == n-1 之前，没有任何东西可以阻止该循环的执行。 pthread_create() 只是触发一个要运行的线程。它不会等待它开始或结束。因此，您受到调度程序的支配，调度程序可能会决定继续执行循环，或切换到新创建的线程之一（或在 SMP 系统上同时执行这两种操作）。

您还将屏障初始化为n，因此在任何情况下，在您创建所有线程之前，没有任何线程可以通过屏障。

Answer 3

除了 nos 和 Starkey 的答案之外，您还必须考虑到代码中还有另一个经常被忽视的序列化：您正在同一个 FILE 变量上进行 IO，即 stdin。

对该变量的访问在内部进行互斥，并且您的 n+1 线程（包括调用线程）访问该互斥体的顺序是实现定义的，在您的情况下基本上将其视为随机的。

因此，您获得 printf 输出的顺序就是线程通过这些虫洞的顺序。

Answer 4

您可以通过以下两种方式之一获得预期的顺序

• 创建优先级高于主线程的每个线程。这将确保新线程在创建后立即运行并在屏障上等待。
• 将“breakdown imminent!\n”打印移到 pthread_create() 之前，并在每个 pthread_create() 之后使用 sched_yield() 调用。这将安排新创建的线程执行。