c++ - std::mutex 使用示例

Question

我已经写了这段代码作为测试:

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

int counter = 0;

auto inc(int a) {
    for (int k = 0; k < a; ++k)     
        ++counter;
}

int main() {

    auto a = std::thread{ inc, 100000 };
    auto b = std::thread{ inc, 100000 };

    a.join();
    b.join();

    std::cout << counter;
    return 0;
}

counter 变量是全局变量，因此，创建 2 个线程 a 和 b，我希望找到数据竞争。输出是 200000 而不是随机数。为什么？

此代码是使用mutex 的固定版本，这样全局变量只能访问一次(每次1 个线程)。结果还是200000。

std::mutex mutex;

auto inc(int a) {
    mutex.lock();
    for (int k = 0; k < a; ++k)     
        ++counter;
    mutex.unlock(); 
}

事实是这样的。互斥解决方案给了我 200000，这是正确的，因为一次只有 1 个威胁可以访问计数器。但是为什么非互斥解决方案仍然显示 200000？

Answer 1

这里的问题是您的数据竞争非常小。任何现代编译器 will convert your inc function to counter += a ，所以比赛窗口非常小 - 我什至会说，一旦你启动第二个线程，第一个线程很可能已经完成。

这不会减少未定义的行为，但会解释您看到的结果。您可能会使编译器对您的循环不那么聪明，例如通过使 a 或 k 或 counter volatile；那么您的数据竞争应该变得明显。