線程基礎之“其他一些例子” 其他一些例子

我們對資料競争的定義相當嚴格：必須以确切方式去執行原始、未經轉換的程式中并行的沖突操作。引入有害的資料競争将給編譯器帶來無法“打斷”程式的負擔。

舉例來說，考慮如下程式，x和y是兩個普通變量，初始化值均為0：

線程 1

線程2

if (x != 0)

  y = 1;

y = 2;

這個例子并不會導緻資料競争的出現：x變量永遠都是0，是以線程1的 y = 1語句永遠都不會執行。

對于下面這個例子也同樣如此：

if (y != 0)

  x = 1;

跟上面例子一樣，這兩個線程同樣不存在資料競争的問題。

（這兩個例子如果按照posix标準來看并不那麼清晰，是否存在資料競争會有一些争議。我們堅持認為不存在的理由就是考慮到，資料競争隻有在順序一緻性的執行過程中才會發生）

(譯者注：posix強調的是，如果上述程式的執行結果依賴于兩個線程的交叉執行順序，則存在資料競争)

然而，如果我們稍微改變一下第一個例子，就會導緻資料競争的出現了：

y = ((x != 0)? 1 : y)

盡管在單線程運作時，上述兩個例子的線程1 是等價的。但在多線程運作時就不一樣了，在新版本的例子中y的值需要依情況而定。在特定情況下，y的值有可能線上程2執行的同時被改寫。由于線程1的代碼往往會被分割為幾步執行，這種資料競争隐含着很容易出現的問題，如果上述代碼按照如下的順序執行：

一些其他常見的編譯器優化技術也會潛在的引入資料競争。例如考慮下面這個循環語句，用來統計list中負數的數量，其中count是一個全局或者靜态類成員：

這段代碼很明顯會引入資料競争，如果目前線程正在更新count值的同時，有另一個線程也剛好通路到這個變量。

編譯器有可能會将count存放在某個臨時變量裡，然後将代碼轉換為以下形式：

但這也會引入資料競争。假設pos_list指向某個list，它包含兩個data值：1和2， 然後聲明count為全局變量并初始化為0。接下來有兩個線程分别執行：

count_neg(pos_list);

count++;

先前沒有使用臨時變量版本的程式不會存在資料競争，因為pos_list并不包含負數，是以線程1不會讀也不會改寫全局變量count。

（有些人可能會覺得關于資料競争的這種定義，沒有必要苛刻要求按照特定的執行順序，是以這就需要考慮傳遞給函數的一些特定的參數。尤其是在實際程式中需要傳遞指針參數時，這是唯一講得通的定義，否則任何通過指針來寫資料的函數都會引入資料競争了。）

上面這個被編譯器優化後的程式（引入臨時變量local_count），線程1不管何時都存在對count的寫操作，是以也就引入了資料競争。

（盡管在java和c++0x中都将這種轉換清楚地列為非法，然而在posix中卻沒有明确規定，而且在目前（2008年）許多c編譯器中都存在這種轉換。）

需要注意的是，至少在沒有異常出現的情況下，上述代碼可允許被按如下方式轉換：