线程互斥锁不能正常工作

Question

我目前正在麻省理工学院的开放课件课程“C中的实用编程”中学习C。在讨论多线程中的竞赛条件时，课堂讲稿中包含了一个具有竞赛条件的程序的示例，以及如何使用互斥对象来解决这个问题。这些代码在linux系统上按预期工作，但在OS上不起作用。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

pthread_mutex_t mutex; // Added to fix race condition
unsigned int cnt = 0;

void *count(void *arg) {
    int i;
    for (i = 0; i < 100000000; i++) {
        pthread_mutex_lock(&mutex); // Added to fix race condition
        cnt++;
        pthread_mutex_unlock(&mutex); // Added to fix race condition
    }
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t tids[4];
    int i;
    for (i = 0; i < 4; i++)
        pthread_create(&tids[i], NULL, count, NULL);
    for (i = 0; i < 4; i++)
        pthread_join(tids[i], NULL);
    pthread_mutex_destroy(&mutex); // Added to fix race condition
    printf("cnt = %u\n", cnt);
    return 0;
}

在添加互斥和相应的函数调用之前，行为与预期一样，为cnt (400000000)产生了理想正确响应的可变部分，这在每次运行中都是不同的。在加入互斥之后，这种情况仍在发生，尽管结果明显增加，表明它有一些预期的效果，但远非完美。

我尝试在其他3台计算机/VM上编译这个程序:一台运行OSX10.10(第一台运行10.11)，一台使用Kali Linux (基本上是Debian Jessie )，另一台运行Ubuntu。两次OS运行都显示了与描述相同的奇怪行为。然而，这两个Linux系统都像预期的那样产生了完美的400000000。

所以我的问题是，为什么互斥不能像预期的那样在OS上工作呢？

Answer 1

你没有初始化互斥对象。你可以这样做：

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

或者在main函数中，执行以下操作：

if ( pthread_mutex_init( &mutex, NULL) != 0 )
    printf( "mutex init failed\n" );

Answer 2

它之所以适用于linux，是因为在linux下：

#define PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER { { 0, 0, 0, 0, 0, { 0 } } }

因为互斥变量是..bss变量，所以它是如何初始化互斥的。

在MacOSX下，它是其他一些神奇的价值：

#define PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER {_PTHREAD_MUTEX_SIG_init, {0}}
#define _PTHREAD_MUTEX_SIG_init     0x32AAABA7

因此，它确实需要初始化才能正常工作。