通过两个线程递增的全局变量的最终值

Question

我遇到了这个问题：

  

给定两个线程和一个全局变量var，两个线程运行   相同的代码（C / C ++代码）：

for(int i=0; i<20; i++)
{
  var++;
}

     

线程末尾的var有哪些可能的值   执行？

如果每个线程“正确”增加var - 我猜最大值将为40.

但最低价值呢？如何实现增量操作并实际完成？

注意：对于增量操作没有任何锁定（任何类型）（当然，正确的方法是锁定它 - 问题是出于教育目的）。

Answer 1

如果var 不是原子类型，则行为未定义。因此，关于可能的最终值的范围的问题是不适当的。

如果var是原子类型，那么最终结果就好像线程没有同时运行一样。

Answer 2

如果你没有做任何锁定，那么var++不是原子的，即变量的写入和读取可以被另一个线程中断。这意味着两个线程都可以读取相同的var值，并同时增加它。

最坏的情况是两个线程完全＆＃34;同步＆＃34;那是在完全相同的时间读取和写入var，因此var的最小结束值为20。

更新：显然，这些数据竞赛无法保证可能的结果，请参阅下面的Bathsheba答案以及他提到的this article。

更新2 ：我很好奇，如果在现实世界中我们会看到低于20的值。测试设置（详情：请参阅this gist）

• 全球int var。使用long和long long进行测试，没有任何区别
• 两个pthread做了20 {000}次var++
• 可执行文件已启动10＆000,000次，并且已采用最小值

预期结果将在20到000和40＆000; 000之间：

|                    Computer                   | clang | clang -O3 |  gcc  | gcc -O0 | gcc -O2 |
|-----------------------------------------------|-------|-----------|-------|---------|---------|
| Linux, ThinkPad, x86_64, Intel I7, 4 cores    | 19402 |     20000 | 18760 |   16913 |   20000 |
| Linux, Raspberry 3, ARMv7, 4 cores            | 19587 |     20000 | 19569 |   19904 |   20000 |
| OSX,  Intel i5, 4 cores                       | 17609 |     20000 | 17206 |   18049 |   20000 |
| Linux, EC2 t2.2xlarge, Intel Xeon E5, 8 cores | 19707 |     20000 | 19744 |   19881 |   40000 |

看起来很有趣：

• 是的，它可以降到20以下，所以＆＃34;没有保证＆＃34;索赔不只是理论上的
• 编译器优化超过一定级别，行为看起来更可预测
• 奇怪，在具有8个核心的EC2上，gcc -O2的最小值为40＆＃39;