用全局变量控制多线程同步能否合适

C++语言 码拜 9年前 (2016-04-18) 1280次浏览
现在本人知道C/C++多线程同步有互斥锁、信号量、Event等几种方式,但是以前本人不知道线程同步概念的时候,用全局变量控制了两个线程的执行顺序,就是线程1->线程2->线程1->线程2……
请大家看下这种方式是不是有漏洞,举个简单例子。

//MultiThread
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <windows.h>
using namespace std;
#define MUTELOCK
DWORD WINAPI Fun1Proc(LPVOID lpParameter); 
DWORD WINAPI Fun2Proc(LPVOID lpParameter);
int tickets = 200;
HANDLE hMutex;
int fun1over = 0;
int fun2over = 1;
int main()
{   
	hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);
    HANDLE hThread_1 = CreateThread(NULL, 0, Fun1Proc, NULL, 0, NULL);
    HANDLE hThread_2 = CreateThread(NULL, 0, Fun2Proc, NULL, 0, NULL);

    CloseHandle(hThread_1);
	cout << "close handle1" << endl;
    CloseHandle(hThread_2);
	cout << "close handle2" << endl;
           
    system("pause");
    return 0;   
}
DWORD WINAPI Fun1Proc(LPVOID lpParameter)
{     
      while (true)
      {
#ifdef MUTELOCK 
		   WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
		  if (tickets > 0)
          {
			  cout << "Thread 1 sell ticket : "<<tickets--<<endl;
          }
          else
              break; 		   
		  ReleaseMutex(hMutex); 
#else
		  if (fun2over)
		  {
			  fun2over = 0;
			  if (tickets > 0)
			  {
				  cout << "Thread 1 sell ticket : "<<tickets--<<endl;
			  }
			  else
				  break;
			  fun1over = 1;
		  }
#endif
       }
      return 0;
}
      
DWORD WINAPI Fun2Proc(LPVOID lpParameter)
{
      while (true)
      {
#ifdef MUTELOCK 
		  WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
          if (tickets > 0)
          {
               cout << "Thread 2 sell ticket : "<<tickets--<<endl;
          }
          else
               break;   
		  ReleaseMutex(hMutex); 
#else
		  if (fun1over)
		  {
			  fun1over = 0;
			  if (tickets > 0)
			  {
				  cout << "Thread 2 sell ticket : "<<tickets--<<endl;
			  }
			  else
				  break;
			  fun2over = 1;
		  }
#endif
	   }
      return 0;
}

打开和关闭MUTELOCK,运行结果是没有区别的。

解决方案

8

这一点在《Windows核心编程》第五版有讲,全局变量肯定不合理

4

各个线程读到的 全局变量的值又不是一致的,   你的代码当然是错的…
这代码看起来正常仅仅是原因是 cout IO时内部是加了锁的,  这刷新了CPU的高速缓存,  而其他代码运行时间相对于IO , 几乎可以忽略.. 你把中间处理的代码换成一个不用加锁的处理代码 就可以发现问题了…

4

仅供参考:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#ifdef WIN32
    #include <windows.h>
    #include <io.h>
    #include <process.h>
    #define  MYVOID             void
#else
    #include <unistd.h>
    #include <sys/time.h>
    #include <pthread.h>
    #define  CRITICAL_SECTION   pthread_mutex_t
    #define  _vsnprintf         vsnprintf
    #define  MYVOID             void *
#endif
//Log{
#define MAXLOGSIZE 20000000
#define ARRSIZE(x) (sizeof(x)/sizeof(x[0]))
#include <time.h>
#include <sys/timeb.h>
#include <stdarg.h>
char logfilename1[]="MyLog1.log";
char logfilename2[]="MyLog2.log";
char logstr[16000];
char datestr[16];
char timestr[16];
char mss[4];
CRITICAL_SECTION cs_log;
FILE *flog;
#ifdef WIN32
void Lock(CRITICAL_SECTION *l) {
    EnterCriticalSection(l);
}
void Unlock(CRITICAL_SECTION *l) {
    LeaveCriticalSection(l);
}
void sleep_ms(int ms) {
    Sleep(ms);
}
#else
void Lock(CRITICAL_SECTION *l) {
    pthread_mutex_lock(l);
}
void Unlock(CRITICAL_SECTION *l) {
    pthread_mutex_unlock(l);
}
void sleep_ms(int ms) {
    usleep(ms*1000);
}
#endif
void LogV(const char *pszFmt,va_list argp) {
    struct tm *now;
    struct timeb tb;
    if (NULL==pszFmt||0==pszFmt[0]) return;
    if (-1==_vsnprintf(logstr,ARRSIZE(logstr),pszFmt,argp)) logstr[ARRSIZE(logstr)-1]=0;
    ftime(&tb);
    now=localtime(&tb.time);
    sprintf(datestr,"%04d-%02d-%02d",now->tm_year+1900,now->tm_mon+1,now->tm_mday);
    sprintf(timestr,"%02d:%02d:%02d",now->tm_hour     ,now->tm_min  ,now->tm_sec );
    sprintf(mss,"%03d",tb.millitm);
    printf("%s %s.%s %s",datestr,timestr,mss,logstr);
    flog=fopen(logfilename1,"a");
    if (NULL!=flog) {
        fprintf(flog,"%s %s.%s %s",datestr,timestr,mss,logstr);
        if (ftell(flog)>MAXLOGSIZE) {
            fclose(flog);
            if (rename(logfilename1,logfilename2)) {
                remove(logfilename2);
                rename(logfilename1,logfilename2);
            }
            flog=fopen(logfilename1,"a");
            if (NULL==flog) return;
        }
        fclose(flog);
    }
}
void Log(const char *pszFmt,...) {
    va_list argp;
    Lock(&cs_log);
    va_start(argp,pszFmt);
    LogV(pszFmt,argp);
    va_end(argp);
    Unlock(&cs_log);
}
//Log}
static int volatile No_Loop=0;
static int volatile gLock = 0;
static int volatile gCounter = 0;
MYVOID testThread(void *pcn) {
    int n,i;
    n=(int)pcn;
    while (1) {
        if (No_Loop==2) {
            for (i = 0; i < 1000000; ) {
                //以下代码无效
//              if ( 0 == gLock ) {
//                  gLock = n;
//                  if( gLock == n ) {
//                      ++i;
//                      ++gCounter;
//                      //if (i%100000==0) Log("%d %d\n",n,gCounter);
//                      gLock = 0;
//                      //if (i%100000==0) sleep_ms(10*(rand()%50));
//                      continue;
//                  } else sleep_ms(100);
//              } else sleep_ms(100);
                //应改为以下代码
                InterlockedCompareExchange((void **)&gLock, (void *)n, 0);
                if( gLock == n ) {
                    ++i;
                    ++gCounter;
                    if (i%100000==0) Log("%d %d\n",n,gCounter);
                    InterlockedExchange((long *)&gLock, 0);
                    if (i%100000==0) sleep_ms(10*(rand()%50));
                    continue;
                } else sleep_ms(100);
            }
            sleep_ms(1000);
            No_Loop=1;
        }
    }
}
int main(int argc,char * argv[]) {
    int i;
	srand(time(NULL));
#ifdef WIN32
    InitializeCriticalSection(&cs_log);
#else
    pthread_mutex_init(&cs_log,NULL);
    pthread_t threads[4];
//  void *thread_result;
    int threadsN;
    int rc;
#endif
    Log("=========BEGIN==================\n");
#ifdef WIN32
    _beginthread((void(__cdecl *)(void *))testThread,0,(void *)1);
    _beginthread((void(__cdecl *)(void *))testThread,0,(void *)2);
    _beginthread((void(__cdecl *)(void *))testThread,0,(void *)3);
    _beginthread((void(__cdecl *)(void *))testThread,0,(void *)4);
#else
    threadsN=0;
    rc=pthread_create(&(threads[threadsN++]),NULL,testThread,(void *)1);if (rc) Log("%d=pthread_create %d error!\n",rc,threadsN-1);
    rc=pthread_create(&(threads[threadsN++]),NULL,testThread,(void *)2);if (rc) Log("%d=pthread_create %d error!\n",rc,threadsN-1);
    rc=pthread_create(&(threads[threadsN++]),NULL,testThread,(void *)3);if (rc) Log("%d=pthread_create %d error!\n",rc,threadsN-1);
    rc=pthread_create(&(threads[threadsN++]),NULL,testThread,(void *)4);if (rc) Log("%d=pthread_create %d error!\n",rc,threadsN-1);
#endif
    sleep_ms(1000);
    No_Loop=2;
    i=0;
    while (1) {
        sleep_ms(1000);
        if (No_Loop==1) break;//
    }
    sleep_ms(1000);
    Log("Result: %d\n",gCounter);
    Log("=========END====================\n");
#ifdef WIN32
    DeleteCriticalSection(&cs_log);
#else
    pthread_mutex_destroy(&cs_log);
#endif
    return 0;
}

4

引用:
Quote: 引用:

按照书上的说法,这种方法有以下几个不合适:

书上的意思是说一个变量调用自增运算符(++)的语句,会被编译成3条汇编代码,而问题就出在这里。一旦发生执行了一条或两条汇编代码的时候发生了切换,那可怕的事情就发生了

那个是在 单核 单CPU 时代的问题,  到了 多核/多CPU的时候, 即使  ++, — , +=  -=   啥的都用单条指令实现( incl, decl, xadd …) 一样是错误的,  这条指令只是修改了当前核心 L1 Cache 中的内容,  在高速缓存刷新周期内,  其他 CPU ,  其他核心根本就不能发现变量的值已经发生了改变 …


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