[C++知识库]C++新特性28_线程同步问题的产生原因（高级语言转为低级语言执行，时间片交替运行多线程中代码，代码切换过程中出现的问题）

1. 线程同步问题
伴随着多线程的使用，同步的问题是不可避免的出现，这是为什么呢？

首先我们看以下的例子：
全局变量g_nData在主线程及子线程中都有分别加10万次，结果会是怎样呢？

#include <tchar.h>
#include <iostream>
#include <thread>

using namespace std;

int g_nData = 0;

//回调函数中对全局变量g_nData做加法操作
//子线程中加10万次
void foo() {
	for (int i = 0; i < 100000; i++) {
		g_nData++;
	}

}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	//定义一个子线程的对象 回调函数为foo()
	std::thread t(foo);

	//主线程中全局变量g_nData也加10万次
	for (int i = 0; i < 100000; i++) {
		g_nData++;
	}

	t.join();

	std::cout << g_nData << std::endl;

	return 0;
}

运行结果：

看到结果一脸懵逼，怎么着也不应该是119797呀！按想法应该要跑20万次呀！再跑一次看看。

值又不一样了，这就是多线程带来的同步的问题。

2. 线程同步问题的产生原因
分析一下问题：我们所写的C++语言属于高级语言，电脑在运行时会想将其转为低级语言即汇编语言。高级语言（c/c++）–>低级语言（汇编代码）
（1）在子线程的g_nData++处设置断点并进行反汇编

（2）一行g_nData++的高级语言反汇编后看到有三句

释义：

/*
00DB42F3  mov         eax,dword ptr [g_nData (0DBF380h)]  寄存器eax=内存中g_nData数值
		g_nData++;
00DB42F8  add         eax,1                               寄存器eax++
00DB42FB  mov         dword ptr [g_nData (0DBF380h)],eax  内存中g_nData数值=寄存器eax
*/

查看反汇编代码的方法：

(3) 同时主线程g_nData++处设置断点并进行反汇编，并与子线程的汇编代码放在一起比较：

子线程
00DB42F3  mov         eax,dword ptr [g_nData (0DBF380h)]  寄存器eax=内存中g_nData数值
00DB42F8  add         eax,1                               寄存器eax++
00DB42FB  mov         dword ptr [g_nData (0DBF380h)],eax  内存中g_nData数值=寄存器eax

主线程：
005A48D9  mov         eax,dword ptr [g_nData (0DBF380h)]
005A48DE  add         eax,1
005A48E1  mov         dword ptr [g_nData (0DBF380h)],eax

子线程和主线程同时运行，其实质是利用时间片即交替20ms分别执行，一个执行完就挂起执行另一个线程，那么就有一种可能，一个线程中三行代码没执行完，但是时间到了，转而执行另一个线程。

(4)通俗易懂的举个例子：
子线程在20ms期间执行5000次，时间到的时候刚执行完以下代码：005A48E1 mov dword ptr [g_nData (0DBF380h)],eax，并没有从寄存器中将值传递给内存，就转而执行主线程。
主线程接着执行了6000次，时间到了之后又传递给子线程，诡异的事情就在此时发生，因为刚才从子线程转到主线程的时候，下一步就是005A48E1 mov dword ptr [g_nData (0DBF380h)],eax，这个时候系统就会让寄存器的值变为5000，紧接着运行，主线程的6000次就白跑了。

3. 线程同步问题的解决方法
为了解决上面的问题，我们可以怎么去修改代码呢？
方法很多，其中一种就是将t.join();提前，这样就可以等前面子线程运行结束才会执行下面的10万次的加法，这样就可以实现结果为20万次。

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	//定义一个子线程的对象 回调函数为foo()
	std::thread t(foo);

	t.join();

	//主线程中全局变量g_nData也加10万次
	for (int i = 0; i < 100000; i++) {
		g_nData++;
	}

	std::cout << g_nData << std::endl;

	return 0;
}

但是这种方法将同步运行变成了先后的运行，并未实现并发的要求，是伪并发，下篇我们将会讨论如何解决这些问题。

4. 学习视频地址：线程同步问题的产生原因