原創水平有限有誤請指出

執行緒相比程式有著先天的資料共享的優勢,如下圖，執行緒共享了程式除棧區以外的所有記憶體區域如下圖所示：

但是這種共享有時候也會帶來問題，簡單的考慮如下C++程式碼：

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> File Name: error.cpp
> Author: gaopeng QQ:22389860 all right reserved
> Mail: gaopp_200217@163.com
> Created Time: Mon 15 May 2017 12:01:33 AM CST
************************************************************************/
#include<iostream>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#define MAXOUT 1000000
using namespace std;
class testc
{
private:
int a;
public:
testc()
{
a = 1;
}
testc& operator++()
{
int b = 0;
b = a;
a = b+1;
return *this;
}
void prit()
{
cout<<a<<endl;
}
};
testc test = test;
void* testp(void* arg)
{
int i = MAXOUT;
while(i--)
{
++test;
cout<<pthread_self() <<":";
test.prit();
}
}
int main(void)
{
pthread_t tid[3];
int er;
int i = 0;
while(i<3)
{
if ((er = pthread_create(tid+i,NULL,testp,NULL) )!=0 )
{
strerror(er);
return -1;
}
i++;
}
i = 0;
while(i<3)
{
pthread_join(*(tid+i),NULL);
i++;
}
cout<<"last numer: ";
test.prit();
}

實際上很簡單我就是建立了一個全域性變數，這個全域性變數是全部執行緒共享，我開啟了3個執行緒同時對裡面的共享
資料進行更改，當
#define MAXOUT 100
的時候這個時候最後輸出如下：
last numer: 300
顯然沒有問題，但是如果我將
#define MAXOUT 1000000
增大到100W的時候最後輸出為：
last numer: 2999972
我們明顯的感覺到資料不對了，少了一些
出現這種問題在於，多個執行緒對同一個共享資源進行訪問，因為執行緒是CPU排程的單位，而

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{
int b = 0;
b = a;
a = b+1;
return *this;
}

假設這個時候a 為 1000：
這段程式碼並不是原子性的，假設執行緒1正在修改
b = a;
這個時候時間片用完，執行緒2也執行這段程式碼，因為
a = b+1;並沒有執行，所以共享區域的資料還沒有變化
執行緒2拿到的資料任然是1000，也執行如下程式碼
b = a;
a = b+1;
這個時候執行緒2完成了修改，a為1001
當下一次執行緒1拿到CPU時間片，再次從就緒狀轉到執行態，接著
執行
a = b+1;
因為執行緒1中的b還是1000，所以a再次修改為1001，實際這個時候
是1002才對，執行緒2的修改被覆蓋，出現上面的問題，透過語言的描述
也許不太明白，下面的時序圖會幫助理解：

遇到這種問題當然就引入了我們的執行緒間同步的方法，常用的
1、互斥鎖、條件變數
2、讀寫鎖
3、訊號量
4、spinlock
他們保護的是一段臨界區程式碼，所謂臨界區就是可能出現對同一個共享資源進行修改的程式碼，比如我這裡

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{
int b = 0;
b = a;
a = b+1;
return *this;
}

就是臨界區程式碼
後面將對他們進行描述，這裡我們簡單實用靜態互斥鎖進行解決這個問題。

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//原子操作加鎖
pthread_mutex_lock(&mtx);
++test;
pthread_mutex_unlock(&mtx);
//原子操作解鎖
cout<<pthread_self() <<":";
test.prit()

實際上我們就是保護了運算子過載的testc& operator++()
臨界區的選擇應該儘量小，避免對多執行緒的併發性產生較大的效能影響

具體程式碼如下：

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/*************************************************************************
> File Name: error.cpp
> Mail: gaopp_200217@163.com
> Created Time: Mon 15 May 2017 12:01:33 AM CST
************************************************************************/
#include<iostream>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#define MAXOUT 1000000
using namespace std;
static pthread_mutex_t mtx=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
class testc
{
private:
int a;
public:
testc()
{
a = 1;
}
testc& operator++()
{
int b = 0;
b = a;
a = b+1;
return *this;
}
void prit()
{
cout<<a<<endl;
}
};
testc test = test;
void* testp(void* arg)
{
int i = MAXOUT;
while(i--)
{
//原子操作加鎖
pthread_mutex_lock(&mtx);
++test;
pthread_mutex_unlock(&mtx);
//原子操作解鎖
cout<<pthread_self() <<":";
test.prit();
}
}
int main(void)
{
pthread_t tid[3];
int er;
int i = 0;
while(i<3)
{
if ((er = pthread_create(tid+i,NULL,testp,NULL) )!=0 )
{
strerror(er);
return -1;
}
i++;
}
i = 0;
while(i<3)
{
pthread_join(*(tid+i),NULL);
i++;
}
cout<<"last numer: ";
test.prit();
}

注意：一個簡單型別的i++也不一定是一個原子操作，所以在涉及到併發修改共享變數的時候一定要使用
執行緒同步手段。

作者微信：

一、(LINUX 執行緒同步) 引入

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