問題：請問下面程序中，main函數打印出的g_iTestInteger變量的值是多少？
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* 版權所有 (C)2015, Zhou Zhaoxiong。
*
* 文件名稱：MultipleThread_1.c
* 文件標識：無
* 內容摘要：多線程中的變量值問題
* 其它說明：無
* 當前版本：V1.0
* 作 者：Zhou Zhaoxiong
* 完成日期：20151117
*
**********************************************************************/
#include
#include
#include
// 重定義數據類型
typedef signed int INT32;
typedef unsigned int UINT32;
// 宏定義
#define THREAD_NUM 100 // 線程個數
// 全局變量
UINT32 g_iTestInteger = 0;
// 函數聲明
void ProcessTask(void *pParam);
/**********************************************************************
* 功能描述：主函數
* 輸入參數：無
* 輸出參數：無
* 返 回 值：無
* 其它說明：無
* 修改日期 版本號 修改人 修改內容
* -------------------------------------------------------------------
* 20151117 V1.0 Zhou Zhaoxiong 創建
***********************************************************************/
INT32 main()
{
pthread_t MultiHandle = 0; // 多線程句柄
pthread_t SingleHandle = 0; // 單線程句柄
UINT32 iLoopFlag = 0;
INT32 iRetVal = 0; // 創建線程函數的返回值
// 循環創建線程
for (iLoopFlag = 0; iLoopFlag < THREAD_NUM; iLoopFlag ++)
{
iRetVal = pthread_create(&MultiHandle, NULL, (void * (*)(void *))(&ProcessTask), (void *)iLoopFlag);
if (0 != iRetVal)
{
printf(Create ProcessTask %d failed!
, iLoopFlag);
return -1;
}
}
// 打印全局變量的值
printf(In main, TestInteger = %d
, g_iTestInteger);
return 0;
}
/**********************************************************************
* 功能描述： 處理線程
* 輸入參數： pParam-線程編號
* 輸出參數： 無
* 返 回 值： 無
* 其它說明： 無
* 修改日期 版本號 修改人 修改內容
* ----------------------------------------------------------------------
* 20151117 V1.0 Zhou Zhaoxiong 創建
************************************************************************/
void ProcessTask(void *pParam)
{
g_iTestInteger ++;
}
以上程序的功能比較簡單，就是創建100個相同的線程，在線程中對g_iTestInteger的值進行累加，然後在main函數中打印g_iTestInteger的值。
看到這個程序，大家可能會說g_iTestInteger變量的值應該是100，因為每個線程都對g_iTestInteger加了1次。好吧，我們先運行程序，看下打印出來的結果是多少。
我們將程序上傳到Linux機器上，然後執行如下操作：
~/zhouzhaoxiong/zzx/MultipleThread> gcc -g -o MultipleThread MultipleThread_1.c -lpthread
~/zhouzhaoxiong/zzx/MultipleThread> MultipleThread
In main, TestInteger = 99
~/zhouzhaoxiong/zzx/MultipleThread> MultipleThread
In main, TestInteger = 99
~/zhouzhaoxiong/zzx/MultipleThread> MultipleThread
In main, TestInteger = 99
~/zhouzhaoxiong/zzx/MultipleThread> MultipleThread
In main, TestInteger = 98
~/zhouzhaoxiong/zzx/MultipleThread> MultipleThread
In main, TestInteger = 99
出乎大多數人的意料，g_iTestInteger變量的值不但不是100，而且不是固定的值。在這裡，我只是運行了五次程序，大家可以多運行幾次，看結果會不會是100。
那麼，為什麼結果不是100呢？為了查找原因，我們在“g_iTestInteger ++;”代碼之後將g_iTestInteger變量的值打印出來，如下代碼所示：
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* 版權所有 (C)2015, Zhou Zhaoxiong。
*
* 文件名稱：MultipleThread_2.c
* 文件標識：無
* 內容摘要：多線程中的變量值問題
* 其它說明：無
* 當前版本：V1.0
* 作 者：Zhou Zhaoxiong
* 完成日期：20151117
*
**********************************************************************/
#include
#include
#include
// 重定義數據類型
typedef signed int INT32;
typedef unsigned int UINT32;
// 宏定義
#define THREAD_NUM 100 // 線程個數
// 全局變量
UINT32 g_iTestInteger = 0;
// 函數聲明
void ProcessTask(void *pParam);
/**********************************************************************
* 功能描述：主函數
* 輸入參數：無
* 輸出參數：無
* 返 回 值：無
* 其它說明：無
* 修改日期 版本號 修改人 修改內容
* -------------------------------------------------------------------
* 20151117 V1.0 Zhou Zhaoxiong 創建
***********************************************************************/
INT32 main()
{
pthread_t MultiHandle = 0; // 多線程句柄
pthread_t SingleHandle = 0; // 單線程句柄
UINT32 iLoopFlag = 0;
INT32 iRetVal = 0; // 創建線程函數的返回值
// 循環創建線程
for (iLoopFlag = 0; iLoopFlag < THREAD_NUM; iLoopFlag ++)
{
iRetVal = pthread_create(&MultiHandle, NULL, (void * (*)(void *))(&ProcessTask), (void *)iLoopFlag);
if (0 != iRetVal)
{
printf(Create ProcessTask %d failed!
, iLoopFlag);
return -1;
}
}
// 打印全局變量的值
printf(In main, TestInteger = %d
, g_iTestInteger);
return 0;
}
/**********************************************************************
* 功能描述： 處理線程
* 輸入參數： pParam-線程編號
* 輸出參數： 無
* 返 回 值： 無
* 其它說明： 無
* 修改日期 版本號 修改人 修改內容
* ----------------------------------------------------------------------
* 20151117 V1.0 Zhou Zhaoxiong 創建
************************************************************************/
void ProcessTask(void *pParam)
{
g_iTestInteger ++;
printf(TestInteger = %d
, g_iTestInteger);
}
重新上傳程序，編譯並執行，如下：
TestInteger = 1
TestInteger = 3
TestInteger = 2
TestInteger = 4
TestInteger = 5
TestInteger = 6
TestInteger = 26
TestInteger = 7
TestInteger = 8
TestInteger = 9
TestInteger = 10
TestInteger = 11
TestInteger = 12
TestInteger = 13
TestInteger = 27
TestInteger = 15
TestInteger = 16
TestInteger = 17
TestInteger = 18
TestInteger = 19
TestInteger = 20
TestInteger = 21
TestInteger = 22
TestInteger = 23
TestInteger = 24
TestInteger = 25
TestInteger = 14
TestInteger = 28
TestInteger = 29
TestInteger = 30
TestInteger = 31
TestInteger = 32
TestInteger = 33
TestInteger = 34
TestInteger = 35
TestInteger = 36
TestInteger = 37
TestInteger = 38
TestInteger = 39
TestInteger = 40
TestInteger = 41
TestInteger = 42
TestInteger = 43
TestInteger = 44
TestInteger = 45
TestInteger = 49
TestInteger = 47
TestInteger = 48
TestInteger = 46
TestInteger = 50
TestInteger = 54
TestInteger = 55
TestInteger = 56
TestInteger = 57
TestInteger = 52
TestInteger = 53
TestInteger = 58
TestInteger = 59
TestInteger = 60
TestInteger = 61
TestInteger = 62
TestInteger = 63
TestInteger = 51
TestInteger = 64
TestInteger = 65
TestInteger = 66
TestInteger = 67
TestInteger = 68
TestInteger = 69
TestInteger = 70
TestInteger = 71
TestInteger = 72
TestInteger = 73
TestInteger = 100
TestInteger = 75
TestInteger = 76
TestInteger = 77
TestInteger = 78
TestInteger = 79
TestInteger = 80
TestInteger = 81
TestInteger = 82
TestInteger = 83
TestInteger = 84
TestInteger = 85
TestInteger = 86
TestInteger = 87
TestInteger = 88
TestInteger = 89
TestInteger = 90
TestInteger = 91
TestInteger = 92
TestInteger = 93
TestInteger = 94
TestInteger = 95
TestInteger = 96
TestInteger = 97
TestInteger = 98
In main, TestInteger = 98
TestInteger = 99
TestInteger = 74
可以看到，g_iTestInteger變量的值並不是順序增加的。由此可以看出，這100個線程的執行時間有先後之分，如果按照1~100為它們編號的話，並不一定說10號線程要在9號線程之後執行。除此之外，在main函數中打印g_iTestInteger變量值的時候，也許還有線程在執行(從程序輸出結果來看，確實如此)，因此打印出的值不是100，而是小於100的一個數。我們可以猜想，g_iTestInteger的值的范圍是[1, 100]。
為了等線程執行完成之後再打印g_iTestInteger的值，我們可以在線程創建完成之後讓程序休眠一段時間，然後再打印變量值。如下代碼所示：
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* 版權所有 (C)2015, Zhou Zhaoxiong。
*
* 文件名稱：MultipleThread_3.c
* 文件標識：無
* 內容摘要：多線程中的變量值問題
* 其它說明：無
* 當前版本：V1.0
* 作 者：Zhou Zhaoxiong
* 完成日期：20151117
*
**********************************************************************/
#include
#include
#include
// 重定義數據類型
typedef signed int INT32;
typedef unsigned int UINT32;
// 宏定義
#define THREAD_NUM 100 // 線程個數
// 全局變量
UINT32 g_iTestInteger = 0;
// 函數聲明
void ProcessTask(void *pParam);
void Sleep(UINT32 iCountMs);
/**********************************************************************
* 功能描述：主函數
* 輸入參數：無
* 輸出參數：無
* 返 回 值：無
* 其它說明：無
* 修改日期 版本號 修改人 修改內容
* -------------------------------------------------------------------
* 20151117 V1.0 Zhou Zhaoxiong 創建
***********************************************************************/
INT32 main()
{
pthread_t MultiHandle = 0; // 多線程句柄
pthread_t SingleHandle = 0; // 單線程句柄
UINT32 iLoopFlag = 0;
INT32 iRetVal = 0; // 創建線程函數的返回值
// 循環創建線程
for (iLoopFlag = 0; iLoopFlag < THREAD_NUM; iLoopFlag ++)
{
iRetVal = pthread_create(&MultiHandle, NULL, (void * (*)(void *))(&ProcessTask), (void *)iLoopFlag);
if (0 != iRetVal)
{
printf(Create ProcessTask %d failed!
, iLoopFlag);
return -1;
}
}
Sleep(1000); // 休息1s
// 打印全局變量的值
printf(In main, TestInteger = %d
, g_iTestInteger);
return 0;
}
/**********************************************************************
* 功能描述： 處理線程
* 輸入參數： pParam-線程編號
* 輸出參數： 無
* 返 回 值： 無
* 其它說明： 無
* 修改日期 版本號 修改人 修改內容
* ----------------------------------------------------------------------
* 20151117 V1.0 Zhou Zhaoxiong 創建
************************************************************************/
void ProcessTask(void *pParam)
{
g_iTestInteger ++;
}
/**********************************************************************
* 功能描述： 程序休眠
* 輸入參數： iCountMs-休眠時間(單位:ms)
* 輸出參數： 無
* 返 回 值： 無
* 其它說明： 無
* 修改日期 版本號 修改人 修改內容
* ------------------------------------------------------------------
* 20151117 V1.0 Zhou Zhaoxiong 創建
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void Sleep(UINT32 iCountMs)
{
struct timeval t_timeout = {0};
if (iCountMs < 1000)
{
t_timeout.tv_sec = 0;
t_timeout.tv_usec = iCountMs * 1000;
}
else
{
t_timeout.tv_sec = iCountMs / 1000;
t_timeout.tv_usec = (iCountMs % 1000) * 1000;
}
select(0, NULL, NULL, NULL, &t_timeout); // 調用select函數阻塞程序
}
重新上傳程序，編譯並執行，如下：
~/zhouzhaoxiong/zzx/MultipleThread> gcc -g -o MultipleThread MultipleThread_3.c -lpthread
~/zhouzhaoxiong/zzx/MultipleThread> MultipleThread
In main, TestInteger = 100
~/zhouzhaoxiong/zzx/MultipleThread> MultipleThread
In main, TestInteger = 100
~/zhouzhaoxiong/zzx/MultipleThread> MultipleThread
In main, TestInteger = 100
可以看到，程序運行了多次，g_iTestInteger的值始終是100。看來，“心急吃不得熱豆腐”，我們要等所有線程都全部執行完成之後，再來打印變量值。
通過以上分析，我們可以得出以下結論：
第一，在多線程程序中，盡量不要同時對同一個全局變量執行加減等操作，這樣執行之後的結果很有可能不是我們想要的。
第二，多線程不是萬能的，創建多線程的初衷，是要並行地執行很多互不關聯或關聯度很小的操作。如果某些操作有很強的耦合關系(如本例中的對g_iTestInteger變量加1)，那麼放到一個單線程裡面順序執行更好。
