Question

我编写了多线程程序，使用promises和future来检查给定的数字是否为素数。这个程序的正确性或效率不是一个点，而是每次执行时发生的分段错误的事实 - 我有更复杂程序的类似问题，所以我写了这个简单的程序来理解它，并且错误还在这里也许我不了解并发或承诺/期货，但我认为一切都以适当的方式在这里完成......任何人都可以解释为什么它不起作用？这将非常有帮助:)）

以下是代码：

#include <future>
#include <thread>
#include <iostream>
#include <initializer_list>
#include <vector>
#include <cassert>


namespace {
const int THREADS_NUMBER = 8;

void f(int n, std::vector<int>& divisiors, std::promise<bool>& isPossiblePrime) {
    bool isPrimeCandidate = true;
    for (auto i : divisiors)
        if (n % i == 0) {
            isPrimeCandidate = false;
            break;
        }
    isPossiblePrime.set_value(isPrimeCandidate);
}


}

int main() {
    int n;
    std::cin >> n;
    assert(n > 2);
    std::promise<bool> promises[THREADS_NUMBER];
    std::future<bool> futures[THREADS_NUMBER];
    for (int i = 0; i < n; i++)
        futures[i] = promises[i].get_future();
    std::thread threads[THREADS_NUMBER];

    std::vector<int> divisiors[THREADS_NUMBER];
    for (int i = 2; i < n; i++)
        divisiors[i % THREADS_NUMBER].push_back(i);

    for (int i = 0; i < THREADS_NUMBER; i++) 
        threads[i] = std::thread{ [&]() { f(n, divisiors[i], promises[i]); }};

    bool isPrime = true;
    for(auto & f : futures) {
        bool out = f.get();
        isPrime = out && isPrime;
    }

    for (auto& t : threads)
        t.join();

    if(isPrime) std::cout << "PRIME" << std::endl;
    else std::cout << "NOT PRIME" << std::endl;

}

我在Linux上用g++ -std=c++11 -Wall -lpthread编译。

Answer 1

问题出现在：

for (int i = 0; i < THREADS_NUMBER; i++) 
    threads[i] = std::thread{ [&]() { f(n, divisiors[i], promises[i]); }};

[&]通过引用捕获所有变量。其中包括promises和i。但是，lambda中的代码尚未执行。它在操作系统设置线程之前不会运行，依此类推。当线程开始执行时，主线程的for循环已经完成，变量i已经结束了它的生命周期。

然后线程执行promises[i]，其中两个都是引用捕获。它会查找promises和i的引用，以便执行此操作。 promises很好，但i是指不再存在的变量。可能是段错误是由于i由于此查找而具有垃圾值，然后访问越界。

即使将int i;悬挂出循环也无法解决问题;然后lambda中的引用确实找到i，但在完成THREADS_NUMBER的循环之后它具有最终值，该循环超出promises数组的范围。

要解决此问题，请按值捕获i：

threads[i] = std::thread{ [&,i]() { f(n, divisiors[i], promises[i]); }};

然后每个lambda使用i的值，就像创建lambda时一样。

注意：我认为std::thread可以将临时lambda作为构造函数参数，但不确定。标准确实似乎说线程构造函数复制了提供的仿函数。但是我搜索的所有cppreference示例都首先创建了一个名为lambda的名称，然后将该名称作为std::thread的构造函数参数给出。

Answer 2

问题是由于这一行：for (int i = 0; i < n; i++) futures[i] = promises[i].get_future(); - 如果是n>THREADS_NUMBER，那么它会尝试读取/写入未分配的承诺/期货。

使用promise数组进行分段错误

2 个答案: