多线程读取全局变量

最新推荐文章于 2023-02-03 18:53:41 发布

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原文链接：http://www.cnblogs.com/budapeng/p/3300679.html

本文探讨了在多线程环境下，全局变量的操作如何受到非原子性的影响，导致最终结果与预期不符的问题。通过具体的例子说明了在Windows和Linux平台下，加减操作可能导致的错误结果，并指出全局变量的结果可能分布在-10到10之间。

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　　题目：

int global = 0;

// thread 1
for(int i = 0; i < 10; ++i)
global -= 1;

// thread 2
for(int i = 0; i < 10; ++i)
global += 1;

　　之后global的可能的值是多少（多种可能）？

　　这个问题考虑的是全局变量global的加减操作不是原子操作，在加减过程中有可能被打断，从而产生的结果与预期不一样。上述global加减操作的汇编如下

;windows下加操作
mov eax,dword ptr [globle (10A9148h)] 
add eax,1 
mov dword ptr [globle (10A9148h)],eax 

;windows下减操作
mov eax,dword ptr [globle (10A9148h)] 
sub eax,1 
mov dword ptr [globle (10A9148h)],eax 

;linux下加操作
movl global, %eax
addl $1, %eax
movl %eax, global

;linux下减操作
movl global, %eax
subl $1, %eax
movl %eax, global

　　可见，不论加减都要经过global的值加载到eax，然后eax加减1，最后再写回global中。这时如果线程1的global的值刚加载到eax中，线程2获取到了执行权，就会出现问题。具体看下面例子。

　　假设操作前global值为5。

　　线程1 线程2

　　movl global,%eax;global值为5,%eax值为5

　　addl $1,%eax;%eax值为6

　　 ------此时线程2获取执行权限--------->

　　 movl global,%eax;global值为5,%eax值为5

　　 subl $1,%eax;%eax值为4

　　 movl %eax,global;%eax值为4，global值为4

　　 <--------执行权交回线程1--------------

　　movl %eax,global;%eax值为4,global值为4

　　由上述例子可以看出，结果并非我们预计的global的值加1减1后仍保持原值，而是由5变为了4。这就是多线程下非原子操作有可能产生的问题。

　　所以题目global输出并非0一种可能。global的加减操作有可能失效，所以global的结果应分布在-10到10之间。

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