C++マルチスレッドでのPetersonのアルゴリズム

Question

私はマルチスレッドでC++でのPetersonのアルゴリズムの簡単な実装を書いています。このプログラムは、2つのスレッドを通して文字列を変更します。しかし、私は最終結果を得ていません。どこが間違っていますか？以前C++ 11 C++にはスレッドモデルがなかったに

using namespace std; 

int flag[2]={0,1}; 
int turn; 

void* first(void* data){ 
    flag[0]=1; 
    turn=1; 
    while(flag[1] && turn==1){} 
    string &str=*(static_cast<string*>(data)); 
    if(str!=""){ 
     if(str=="abcd"){ 
      str="Hello"; 
     } 
    } 
    flag[0]=0; 
    pthread_exit(NULL); 
} 

void* second(void* data){ 
    flag[1]=1; 
    turn=0; 
    while(flag[0] && turn==0){} 
    string &str=*(static_cast<string*>(data)); 
    if(str!=""){ 
     if(str=="wxyz"){ 
      str="abcd"; 
     } 
    } 
    flag[1]=0; 
    pthread_exit(NULL); 
} 

int main(){ 
    int rc=0; 
    string s = "wxyz"; 
    pthread_t t; 

    rc=pthread_create(&t,NULL,first,static_cast<void*>(&s)); 
    if(rc!=0){ 
     cout<<"error!"; 
     exit(rc); 
    } 
    rc=pthread_create(&t,NULL,second,static_cast<void*>(&s)); 
    if(rc!=0){ 
     cout<<"error!"; 
     exit(rc); 
    } 

    while(flag[0] && flag[1]!=0){} 
    cout<<s; 

    pthread_exit(NULL); 
    return 0; 
} 

Answer 1

、 tはfirstであり、uはsecondであり、mainはスレッドが終了するまでpthread_joinで待機する。これにより、mainスピンの必要性が排除されました。

変更：彼らは命令の実行順序を保証などの機能で

pthread_t t,u; 
pthread_create(&t,NULL,first,static_cast<void*>(&s)); 
pthread_create(&u,NULL,second,static_cast<void*>(&s)); 
pthread_join(u,NULL); 
pthread_join(t,NULL); 
//while(flag[0] && flag[1]!=0){} 
cout<<s; 

原子フェンスが残りました。

OUTPUT 
abcd 

と

Hello 

そしてfirstのpthread_createとsecondの順序を変更すると、常にHelloに出力しますが、それが第二のスレッドが完了するのを待っている最初のスレッドの非常にアイデアを殺す

。だから、私は上記の変更がそれに対する答えになると思う。

Answer 2

。 C++ 11以降、コードは競合条件を引き起こす同じ変数への順序付けられていないアクセスを行います。

競合条件の結果、未定義の動作が発生します。

std::stringを変更すると、アトミックではありません。他のスレッドが読み書きしている間は、安全に実行することはできません。

stdのスレッドプリミティブは、上記の生のpthreadコードより優れたアイデアです。エミュレートできない非常に珍しい機能は除きます。

Answer 3

アトミックをリファクタリングします。明示的フェンスに注意して、スレッド間の（非アトミック）文字列への正しい順序付けまたは読み書きを保証してください。

多分、誰かが私の論理を健全性チェックしたいのですか？

#include <iostream> 
#include <thread> 
#include <atomic> 
#include <memory> 

using namespace std; 

// atomic types require the compiler to issue appropriate 
// store-release/load-acquire ordering 
std::atomic<int> flag[2]={{0},{1}}; 
std::atomic<int> turn; 


void first(std::string& str){ 
    flag[0]=1; 
    turn=1; 
    while(flag[1] && turn==1){} 
    std::atomic_signal_fence(std::memory_order_acquire); 
    if(str!=""){ 
     if(str=="abcd"){ 
      str="Hello"; 
      std::atomic_signal_fence(std::memory_order_release); 
     } 
    } 
    flag[0]=0; 
} 

void second(std::string& str){ 
    flag[1]=1; 
    turn=0; 
    while(flag[0] && turn==0){} 
    std::atomic_signal_fence(std::memory_order_acquire); 
    if(str!=""){ 
     if(str=="wxyz"){ 
      str="abcd"; 
      std::atomic_signal_fence(std::memory_order_release); 
     } 
    } 
    flag[1]=0; 
} 

int main(){ 
    string s = "wxyz"; 

    auto t1 = std::thread(first, std::ref(s)); 
    auto t2 = std::thread(second, std::ref(s)); 

    for(; flag[0] && flag[1];) 
     ; 

    std::atomic_signal_fence(std::memory_order_acquire); 
    cout << s << endl; 

    t1.join(); 
    t2.join(); 
    return 0; 
} 

予想される出力：

wxyz 

文末：

現代のメモリ・アーキテクチャは、このアルゴリズムが発明されたとき、彼らが何であったかではありません。現代のチップでは、読んだりメモリに書き込んだりすることはありません。まったく起こりません。

は、次の3時間の予定をキャンセルして、件名にこの素晴らしい話を見て：

私はスレッドが firstが終了したスレッドまで待たなければならなかったので、私は別のスレッドを作成し

https://channel9.msdn.com/Shows/Going+Deep/Cpp-and-Beyond-2012-Herb-Sutter-atomic-Weapons-1-of-2