如何在C++中创建竞赛条件

Question

我想在竞赛条件下测试一些对象的线程安全函数。为了测试这一点，我想同时从两个(或更多)不同的线程调用一个函数。我如何编写代码来保证函数调用同时发生，或者至少足够接近它才能达到预期的效果？

Answer 1

你能做的最好的就是重击代码，检查所有你可能得到的问题的迹象。如果存在种族条件，您应该能够编写最终会触发它的代码。考虑：

#include <thread>
#include <assert.h>

int x = 0;

void foo()
{
    while (true)
    {
        x = x + 1;
        x = x - 1;
        assert(x == 0);
    }
}

int main()
{
    std::thread t(foo);
    std::thread t2(foo);

    t.join();
    t2.join();
}

无论我在哪里测试它，它都会很快地断言。然后，我可以添加关键部分，直到断言消失。

但事实上，这并不能保证它会坚持到底。但是我已经在大规模的生产代码中反复使用了这种技术。当然，您可能需要在很长一段时间内对代码进行敲击。

Answer 2

有一个结构，其整数数组的字段为零，可能有300-500 kB长.然后，从两个线程中，复制另外两个结构(一个具有1s，另一个具有2s)，就在某些原子内存发出屏障之前(当然，未定义的行为区域已经完成，检查原子变量的值)。

这应该有很大的可能性，不确定的行为，也许你可以看到混合的1s，2s (甚至0？)知道发生了什么。

但是，当您删除所有控件(如atomics )时，新形状也可能是另一种未定义的行为，并且行为不同。

Answer 3

要做到这一点，最好的方法是插入时间合适的sleep调用。例如，您可以使用它强制按要测试的顺序组合事件(Thread 1执行某些操作，然后Thread 2执行某些操作，然后Thread 1执行其他操作)。缺点是，您必须知道将sleep调用放在哪里。在做了一段时间之后，你应该开始感觉到它，但是一些好的直觉在开始的时候会有所帮助。

如果可以获得线程id的句柄，则可以有条件地调用sleep或从特定线程命中断点。

另外，我确信Visual和(我认为) GDB允许冻结一些线程和/或运行特定的线程。