临界资源访问一个有趣现象

先看一个例子：我们创建10个线程，每一个线程对同一个地址上的值都进行加一100000次，那最后结果是不是1000000呢？

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

#define THREAD_COUNT   10

void *thread_entry(void *arg)
{
    int *pcount = (int *)arg;
    int i = 0;
    while(i++ < 100000)
    {
        (*pcount)++;
        usleep(1);
    }
}

int main()
{
    pthread_t thread_id[THREAD_COUNT] = {0};
    int count = 0;
    int i = 0;
    for(i = 0;i < THREAD_COUNT; i++) // 创建10个线程
    {
        pthread_create(&thread_id[i],NULL,thread_entry,&count);
    }
    for(i = 0; i < 100; i++)
    {
        printf("count --> %d\n",count);
        sleep(1);
    }
    
    for(i = 0;i < THREAD_COUNT; i++)
    {
        pthread_join(thread_id[i],NULL);
    }
    return 0;
}

我们查看运行结果，执行了两次，发现最终结果都没有加到一百万👇
在这里插入图片描述

而是逐渐到了一个平稳状态。

原因：
对于 idx++ 这种自加操作，不是原子操作，相对于底层来说他是分三步执行的：
mov idx, %eax
inc %eax
mov eax, idx
大多数情况下，每个线程都能够连续的执行完这三条指令。如下👇
在这里插入图片描述
但是有时也会出现一个线程的操作被其他线程打断，这样，两次的自加操作只能实现一次自加的效果

解决方案：
（一）互斥锁（Mutex）:适用于锁住的内容多，（例如红黑数的增加节点操作），切换线程的代价小于等待的代价
互斥锁保证在任意时刻只有一个线程能够进入被保护的临界区。当一个线程获取到互斥锁后，其他线程若要进入临界区会被阻塞，直到该线程释放锁。互斥锁是一种阻塞锁，当线程无法获取到锁时，会进入阻塞状态。