c - pthread互斥锁的必要性

我有一个int array[100]，我想要5个线程来计算所有数组元素的总和。

每个线程在其专用范围内迭代20个元素，并将总和写入全局sum变量。

这里需要互斥吗？由于所有线程都从独立的源读取数据，因此不需要同步。

for(i=offset; i<offset+range; i++){
  // not used pthread_mutex_lock(&mutex);
  sum += array[i];
  // not used pthread_mutex_unlock(&mutex);
}

这会导致无法预料的行为，还是OS实际处理了此问题？

在这种情况下，建议不要使用互斥锁吗？我注意到，如果没有这些算法，这些算法的运行速度会大大提高。

最佳答案

是的，您需要同步，因为所有线程都在同时修改sum。例子如下:

您有4个元素[a1, a2, a3, a4]和2个线程t1，t2和sum组成的数组。首先，让我们说t1获得值a1并将其添加到sum中。但这不是原子操作，因此他将sum的当前值(它的值为0)复制到他的本地空间，我们称它为t1_s，将其添加到a1，然后编写sum = t1_s。但同时t2做同样的事情，他将sum值(为0，因为t1尚未完成操作)获得到t2_s，添加a3并写入sum。因此，我们获得了由sum插入的a3的a1 + a3值。这称为数据竞赛。

对此有多种解决方案:

您可以像在代码中一样使用mutex，但是正如您提到的那样，它可能很慢，因为互斥锁很昂贵，并且所有其他线程都在等待它。

创建一个数组(具有线程数的大小)以计算所有线程的局部和，然后在一个线程中对该数组进行最后的约简。无需同步。

如果不使用数组，则为每个线程计算本地sum_local，最后使用互斥锁将所有这些总和添加到共享变量sum中。我想它将更快(但是需要检查)。

但是，正如@gavinb所述，所有这些仅对大量数据有意义。

关于c - pthread互斥锁的必要性，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/30150903/