关于函数引用和线程的问题

Question

我在我的虚拟 Linux 机器 (GCC 4.4.5-Debian) 中使用以下测试程序随机测试了 std::thread：

#include <algorithm>
#include <thread>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <functional>
using namespace std;

static int i=0;
void f( vector<int> &test)
{
    ++i;
    cout << "Push back called" << endl;
    test.push_back(i);
}

int main()
{
    vector<thread> t;
    vector<int> test;
    for( int i=0; i<1000; ++i )
    {
        t.push_back( thread( bind(f, test) ) );
    }
    for( auto it = t.begin(); it != t.end(); ++it )
    {
        (*it).join();
    }
    cout << test.size() << endl;
    for( auto it = test.begin(); it != test.end(); ++it )
    {
        cout << *it << endl;
    }

    return 0;
}

为什么向量 test 保持为空？我是否对引用做了一些愚蠢的事情（可能）或者是与 bind 或某些线程问题有关？

谢谢！

更新：在 Kos 和villintehaspan 的共同帮助下，我“修复”了“问题”：

#include <algorithm>
#include <thread>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <functional>
using namespace std;

static int i=0;
void f( vector<int> &test)
{
    ++i;
    test.push_back(i);
}

int main()
{
    vector<thread> t;
    vector<int> test;
    for( int i=0; i<1000; ++i )
    {
        t.push_back( thread(f, std::ref(test)) );
    }
    for( auto it = t.begin(); it != t.end(); ++it )
    {
        (*it).join();
    }
    cout << test.size() << endl;
    for( auto it = test.begin(); it != test.end(); ++it )
    {
        cout << *it << endl;
    }

    return 0;
}

按顺序打印所有值，并且似乎工作正常。现在只剩下一个问题：这只是幸运（又名未定义行为（TM））还是静态变量导致代码中出现类似互斥锁的静默步骤？

PS：我理解这里的“杀死多线程”问题，但这不是我的观点。我只是想测试基本 std::thread 功能的稳健性...

Answer 1

在我看来像是线程问题。

虽然我不是 100% 确定，但应该注意的是，所有 1000 个线程：

• do ++i 对同一个 int 值（这不是原子操作 - 您可能会在这里遇到问题，您可以使用 __sync_fetch_and_add(&i,1) （请注意，这是一个 gcc 扩展，而不是标准 C++）；

• do < code>push_back 同时在 std::vector 上，这不是线程安全的容器 AFAIK...对于 cout 我想我相信你。需要使用一个锁定机制（也许是 std::mutex？到目前为止我只使用过 pthreads，但我相信这就是您所需要的）。

请注意，这种情况会消除此处使用线程的任何好处，但这是因为您不应该在非线程安全对象上同时使用多个线程。

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----编辑----

我在谷歌上搜索了这个线程 API（不幸的是，Windows 上的 tdm gcc 4.5 上没有）。
显然，而不是：

thread( bind(f, test) )

您可以以这种方式说出

thread( f, test )

并传递任意数量的参数。

来源：http://www.informit.com/guides/content .aspx?g=cplusplus&seqNum=422

这也应该可以解决你制作我之前没有注意到的向量副本的问题
（这里为@villintehaspam+1）。

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实际上，还需要一件事来确保此处不创建副本：

thread( f, std::ref(test) )

将确保向量不被复制。

哇，我也很困惑。 :)

Answer 2

绑定实际上会创建向量的副本，以便每个线程push_back都在自己的副本上（是的，&在这里没有帮助）。您需要为线程提供指针或类似的指针，以便它们使用相同的向量。您还应该确保使用 Kos 建议的访问保护。

编辑：修复使用 std::ref 而不是复制向量后，多线程访问问题仍然存在。我的猜测是，你现在没有遇到任何问题的唯一原因是因为这个例子是如此微不足道（或者也许你只在调试模式下尝试过） - 没有自动保证 ++ 是原子的，只是因为int 是静态的。