自增不是原子操作，为什么这个代码没有表现出随机性？

[wanghy1995]

#include <iostream>
#include <thread>

using namespace std;

void f(int *a) {
    for(int i = 0; i < 100000; ++i) {
        ++*a;
    }
}

int main() {
    int a = 0;
    thread t1(f, &a);
    thread t2(f, &a);
    t1.join();
    t2.join();

    cout << a << endl;
    return 0;
}

运行了很多次全都是200000。gcc7.5

[lin5161678]

[qybao]

我这边看的机器测试的结果也不是200000，随机的
但是觉得这个测不出原子性的吧，因为线程的栈内存回写到主线程内存信息也有干扰的。

[lin5161678]

引用 2 楼 qybao 的回复:

我这边看的机器测试的结果也不是200000，随机的 但是觉得这个测不出原子性的吧，因为线程的栈内存回写到主线程内存信息也有干扰的。

就是原子性的问题 写内存没分主线程子线程

[wanghy1995]

引用 2 楼 qybao 的回复:

我这边看的机器测试的结果也不是200000，随机的 但是觉得这个测不出原子性的吧，因为线程的栈内存回写到主线程内存信息也有干扰的。

我很想知道具体是什么原理， 因为我这里运行的很奇怪，重复运行1000次也没有一次例外。。

[wanghy1995]

在winows机用的mingw gcc确实是随机的，linux上完全没变化

[lin5161678]

你可以看看汇编 也许 这个循环被优化为 *a += 100000

[wanghy1995]

引用 6 楼 lin5161678 的回复:

你可以看看汇编 也许 这个循环被优化为 *a += 100000

汇编里它也是一次加1，见鬼了

[wanghy1995]

我明白了，我这个是单核机器，运行的时候为了效率很可能没有进行线程切换 ！！

[yshuise]

传引用只能用std::ref()

[wanghy1995]

引用 9 楼 yshuise 的回复:

传引用只能用std::ref()

这传的是个指针，不是引用

[wanghy1995]

引用 11 楼 月凉西厢 的回复:

[quote=引用 8 楼 wanghy1995 的回复:] 我明白了，我这个是单核机器，运行的时候为了效率很可能没有进行线程切换 ！！

加个sleep看看？[/quote] 我试了在循环体内加了sleep，没有用，结果还是20000。 也好理解，它是单核机器，不会出现两个线程同时读取，但写回到内存中只加1的情况。这里不可能出现竞争条件。 我用多核机器试了，几乎每次都是随机的

[wanghy1995]

引用 12 楼 wanghy1995 的回复:

[quote=引用 11 楼 月凉西厢 的回复:] [quote=引用 8 楼 wanghy1995 的回复:] 我明白了，我这个是单核机器，运行的时候为了效率很可能没有进行线程切换 ！！

加个sleep看看？[/quote] 我试了在循环体内加了sleep，没有用，结果还是20000。 也好理解，它是单核机器，不会出现两个线程同时读取，但写回到内存中只加1的情况。这里不可能出现竞争条件。 我用多核机器试了，几乎每次都是随机的[/quote] 也就是说就算有线程切换也不会影响结果，这次真明白了

[wanghy1995]

我前面说的不对，不是不存在竞争条件，而是加sleep不能让竞争条件出现。自增有三步：访存，自增，写回。 比如*i = 0 线程A：读内存（0），在寄存器中自增为1，然后此时线程被切换，1的值入栈。 线程B：读内存（还是0），自增，写回（此时内存为1），此时线程再被切换 线程A：写回（寄存器中的1写入内存），此时内存值为1 上面过程虽然有两个线程对*i自增，但是最终效果只加了1次。 单核多线程程序仍然会出现竞争条件。至于加sleep的测试，在循环体内加sleep，线程在运行到sleep时已经自增完成（假设sleep加在++*a;语句后面），此时线程切换是不太可能会出现竞争的。 只有把sleep加到++*a这个缝隙中，才有可能看见竞争条件。

[月凉西厢]

引用 8 楼 wanghy1995 的回复:

我明白了，我这个是单核机器，运行的时候为了效率很可能没有进行线程切换 ！！

加个sleep看看？

[苏大强太强了]

这是咋回事？ 求解？

[wanghy1995]

引用 15 楼 苏大强太强了 的回复:

这是咋回事？ 求解？

按我的理解，有两个最重要的原因导致了这个现象： 1. 我测试这个机器是个单核CPU，所以不会存在两个线程同时运行的情况； 2. 要出现竞争条件，必须在一个线程对*a进行自增操作时发生线程切换，从结果看显然是我的机器调用f的过程中没有在++*a的间隙切换线程。（即使在f的循环体内加sleep也不能导致竞争，因为竞争条件必须要求在++*a语句执行的时候线程切换。）