c - C 中的竞争条件

Question

我有以下程序(缩写)来使用线程计算每个字母在文件中出现的次数:

#define N_LETTERS 26U

#define IS_LETTER(x) (x >= 'A' && x <= 'Z')
#define HASH(x) toupper(x) - 'A'

typedef unsigned int uint;

typedef struct {
    uint nt;
    uint nc;
    char filename[128];
} Args;

Args args = {0};
char *file_contents = NULL;
uint file_size;

uint chars_per_thread;
pthread_mutex_t mutex;
uint letter_count[N_LETTERS] = {0};

void get_program_args(int argc, char **argv) {
    ...
}

uint read_file(char *filename, char **buffer) {
    ....

    return file_size;
}

void *count_letters(void *arg) {
    uint start = *((int *)arg);
    uint end = (start + chars_per_thread) >= file_size ? file_size : (start + chars_per_thread);
    uint count[N_LETTERS] = {0};

    for (uint i = start; i < end; i++) {
        char c = toupper(file_contents[i]);

        if (IS_LETTER(c)) {
            count[HASH(c)]++;
        }
    }

    pthread_mutex_lock(&mutex);
    for (int i = 0; i < N_LETTERS; i++) {
        letter_count[i] += count[i];
    }
    pthread_mutex_unlock(&mutex);

    return NULL;
}

float letter_sum() {
    ...
    return sum;
}

void print_letter_count() {
...
}

int main(int argc, char **argv) {
    uint chars_counted = 0;

    get_program_args(argc, argv);
    file_size = read_file(args.filename, &file_contents);

    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

    pthread_t *threads = malloc(args.nt * sizeof(pthread_t));
    if (threads == NULL) {
        printf("Error allocating memory. \n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    chars_per_thread = (file_size / args.nt) > args.nc ? args.nc : (file_size / args.nt);

    while (chars_counted < file_size) {
        for (int i = 0; i < args.nt; i++) {
            uint start = chars_counted;

            if (start >= file_size)
                break;

            pthread_create(&threads[i], NULL, count_letters, &start);

            chars_counted += chars_per_thread;
        }

        for (int i = 0; i < args.nt; i++) {
            pthread_join(threads[i], NULL);
        }
    }

    print_letter_count();

    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    free(threads);
    free(file_contents); // free allocated memory

    return 0;
}

每次我使用超过 1 个线程运行程序时，我都会得到不同的答案，看起来好像我有竞争条件，但我找不到它。有人可以帮助我吗？

我尝试使用 mutex_lock 来修复它，但仍然存在相同的问题。

Answer 1

不知道为什么@yano 没有将他们的评论作为答案，但这就是问题所在。当您启动每个线程时，您将指向 start 的指针传递给每个线程，然后在该线程尝试读取它时更改 start 的值!您需要一个起始值数组，并将一个指针传递给该线程自己的起始值的个人副本(该副本不会更改)。