C++拾遗--多线程：原子操作解决线程冲突

标签：多线程   全局变量   原子操作   线程冲突   

                 C++拾遗--多线程：原子操作解决线程冲突

前言

    在多线程中操作全局变量一般都会引起线程冲突，为了解决线程冲突，引入原子操作。

正文

1.线程冲突

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <process.h>
#include <Windows.h>
int g_count = 0;
void count(void *p)
{
	Sleep(100);    //do some work
	//每个线程把g_count加1共10次
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		g_count++;
	}
	Sleep(100);   //do some work
}
int main(void)
{
	printf("******多线程访问全局变量演示***by David***\n");
	//共创建10个线程
	HANDLE handles[10];
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		for (int j = 0; j < 10; j++)
		{
			handles[j] = _beginthread(count, 0, NULL);
		}
		WaitForMultipleObjects(10, handles, 1, INFINITE);
		printf("%d time g_count = %d\n", i, g_count);
		//重置
		g_count = 0;
	}
	getchar();
	return 0;
}

理论上，g_count的最后结果应该是100，可事实却并非如此，不但结果不一定是100，而且每次的结果还很可能不一样。原因是，多个线程对同一个全局变量进行访问时，特别是在进行修改操作，会引起冲突。详细解释：

设置断点，查看反汇编

g_count++;被分为三步操作：

1.把g_count的内容从内存中移动到寄存器eax

2.把寄存器eax加1

3.把寄存器eax中的内容移动到内存g_count的地址

三步以后，g_count的值被顺利加1。

cpu执行的时间片内包含多条指令，每条指令执行期间不会被打断，但如果一个操作包含多条指令，则很有可能该操作会被打断。g_count++;就是这样的操作。

g_count被顺利加到100的前提：每次加1，都建立在上一次加1顺利完成的基础上。也就是说，如果上一次加1被打断，这一次的加1就得不到上一次加1的累积效果。自然，最后的结果，多半会小于100。

2.原子操作

所谓原子操作，是指不会被线程调度机制打断的操作，操作一旦开始，就得执行到结束为止。原子操作可以是一个步骤，也可以是多个操作步骤，但是其顺序是不可以被打乱，或者切割掉只执行部分。原子操作一般靠底层汇编实现。

在头文件winnt.h中提供了很多的原子操作函数，它们使用自加锁的方式，保证操作的原子性，如自增操作

InterlockedIncrement，

函数原型

LONG CDECL_NON_WVMPURE InterlockedIncrement(
_Inout_ _Interlocked_operand_ LONG volatile *Addend
);

其它相关操作，请自行查看头文件。

使用该函数，我们修改线程函数count。修改很简单，只需把g_count++改为InterlockedIncrement((LONG)&g_count);即可。

运行如下

显然，在原子操作下，我们肯定是可以得到正确结果的。

本专栏目录

• C++拾遗 目录

C++拾遗--多线程：原子操作解决线程冲突

标签：多线程   全局变量   原子操作   线程冲突   

原文地址：http://blog.csdn.net/zhangxiangdavaid/article/details/43956033