C语言多线程中变量累加问题的分析

问题：请问下面程序中，main函数打印出的g_iTestInteger变量的值是多少？

以上程序的功能比较简单，就是创建100个相同的线程，在线程中对g_iTestInteger的值进行累加，然后在main函数中打印g_iTestInteger的值。

看到这个程序，大家可能会说g_iTestInteger变量的值应该是100，因为每个线程都对g_iTestInteger加了1次。好吧，我们先运行程序，看下打印出来的结果是多少。

我们将程序上传到Linux机器上，然后执行如下操作：

~/zhouzhaoxiong/zzx/MultipleThread> gcc -g -o MultipleThread MultipleThread_1.c -lpthread ~/zhouzhaoxiong/zzx/MultipleThread> MultipleThread In main, TestInteger = 99 In main, TestInteger = 98

出乎大多数人的意料，g_iTestInteger变量的值不但不是100，而且不是固定的值。在这里，我只是运行了五次程序，大家可以多运行几次，看结果会不会是100。

那么，为什么结果不是100呢？为了查找原因，我们在“g_iTestInteger ++;”代码之后将g_iTestInteger变量的值打印出来，如下代码所示：

重新上传程序，编译并执行，如下：

TestInteger = 1 TestInteger = 3 TestInteger = 2 TestInteger = 4 TestInteger = 5 TestInteger = 6 TestInteger = 26 TestInteger = 7 TestInteger = 8 TestInteger = 9 TestInteger = 10 TestInteger = 11 TestInteger = 12 TestInteger = 13 TestInteger = 27 TestInteger = 15 TestInteger = 16 TestInteger = 17 TestInteger = 18 TestInteger = 19 TestInteger = 20 TestInteger = 21 TestInteger = 22 TestInteger = 23 TestInteger = 24 TestInteger = 25 TestInteger = 14 TestInteger = 28 TestInteger = 29 TestInteger = 30 TestInteger = 31 TestInteger = 32 TestInteger = 33 TestInteger = 34 TestInteger = 35 TestInteger = 36 TestInteger = 37 TestInteger = 38 TestInteger = 39 TestInteger = 40 TestInteger = 41 TestInteger = 42 TestInteger = 43 TestInteger = 44 TestInteger = 45 TestInteger = 49 TestInteger = 47 TestInteger = 48 TestInteger = 46 TestInteger = 50 TestInteger = 54 TestInteger = 55 TestInteger = 56 TestInteger = 57 TestInteger = 52 TestInteger = 53 TestInteger = 58 TestInteger = 59 TestInteger = 60 TestInteger = 61 TestInteger = 62 TestInteger = 63 TestInteger = 51 TestInteger = 64 TestInteger = 65 TestInteger = 66 TestInteger = 67 TestInteger = 68 TestInteger = 69 TestInteger = 70 TestInteger = 71 TestInteger = 72 TestInteger = 73 TestInteger = 100 TestInteger = 75 TestInteger = 76 TestInteger = 77 TestInteger = 78 TestInteger = 79 TestInteger = 80 TestInteger = 81 TestInteger = 82 TestInteger = 83 TestInteger = 84 TestInteger = 85 TestInteger = 86 TestInteger = 87 TestInteger = 88 TestInteger = 89 TestInteger = 90 TestInteger = 91 TestInteger = 92 TestInteger = 93 TestInteger = 94 TestInteger = 95 TestInteger = 96 TestInteger = 97 TestInteger = 98 TestInteger = 99 TestInteger = 74

可以看到，g_iTestInteger变量的值并不是顺序增加的。由此可以看出，这100个线程的执行时间有先后之分，如果按照1~100为它们编号的话，并不一定说10号线程要在9号线程之后执行。除此之外，在main函数中打印g_iTestInteger变量值的时候，也许还有线程在执行(从程序输出结果来看，确实如此)，因此打印出的值不是100，而是小于100的一个数。我们可以猜想，g_iTestInteger的值的范围是[1, 100]。

为了等线程执行完成之后再打印g_iTestInteger的值，我们可以在线程创建完成之后让程序休眠一段时间，然后再打印变量值。如下代码所示：

~/zhouzhaoxiong/zzx/MultipleThread> gcc -g -o MultipleThread MultipleThread_3.c -lpthread In main, TestInteger = 100

可以看到，程序运行了多次，g_iTestInteger的值始终是100。看来，“心急吃不得热豆腐”，我们要等所有线程都全部执行完成之后，再来打印变量值。

通过以上分析，我们可以得出以下结论：

第一，在多线程程序中，尽量不要同时对同一个全局变量执行加减等操作，这样执行之后的结果很有可能不是我们想要的。

第二，多线程不是万能的，创建多线程的初衷，是要并行地执行很多互不关联或关联度很小的操作。如果某些操作有很强的耦合关系(如本例中的对g_iTestInteger变量加1)，那么放到一个单线程里面顺序执行更好。