15.4.2 多线程程序容易出现的问题.txt

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15.4.2 多线程程序容易出现的问题
事实上，上述 MultiThread程序存在一个隐患，它有一个潜在的问题，例如，当变量 tickets为 1
时，线程 1函数 Funl Proc进入 if语句块后(即上述例 15-2所示该函数的第 10
. 	行代码处)，正好该线程的时间片到期了，操作系统就会选择线程 2让其执行，而这时变量 
tickets的值还没有减1，因此这时变量 tickets的值仍是1.线程 2进入它的证语句块中， 
于是线程2执行卖票操作，打印出票号1，然后tickets变量执行自减操作，其值变为0。如果当线程2
执行完成上述操作之后，正好又轮到线程1开始运行了。而这时线程1上次是执行到 if语句块之后才
暂停的，因此它将从这个地方(即上述例 15-2所示代码中 FunlProc函数的第 10行代码处〉继续开
始执行，于是它输出当前的票号，而这时tickets变量的值已经是0了，也就是说，我们会看到线程
1~卖了号码为0的票。当然这种情况是不允许的。有些读者会认为这种情况可能太凑巧了吧，刚才运
行时也没有看到这种情况发生。但是读者应注意，火车站售票系统是一个长时间运行的系统，在长
时间的运行过程中，两个线程会发生频繁的切换，在这种切换过程中，就有可能会出现上述所说的
这种情况，一旦出现这种情况，最后的结果是不可预料的。对于火车站来说，如果一个座位卖出两
张票，那么这个后果是比较严重的。自然，火车站就会找到原先开发这套系统的公司让其进行修改，
而最终的修改任务一定是落到我们程序员的头上。对程序员来说，在修改一个软件bug时，往往需要
重现该错误，然后才能查找该错误的原因。于是，程序员就会开始运行这套系统，希望能够捕捉到
这个错误，然而这种错误只是在一些特殊的情况下才会发生，程序员可能运行了好几天也没有看到
该错误重现。对于一个不可重现的错误来说，修改起来是非常困难的。因此，这就要求我们程序员
在编写代码时，应尽量避免这种错误的发生。
上述问题的出现主要是因为两个线程访问了同一个全局变量: tickets。为了避免这种问题的发生，
就要求在多个线程之间进行一个同步处理，保证一个线程访问共享资源时，其他线程不能访问该资
源。对本例来说，就是当一个线程在销售火车票的进程中，其他线程在该时间段内不能访问同一种
资源，本例就是指全局变量: tickets，必须等到前者完成火车票的销售过程之后，其他线程才能访
问该资源。这与我们在商场买衣服时所进行的活动类似，当我们在试衣间进行试衣服这一活动时，
其他试衣服的人必须等待，只有等待我们完成了试衣服这一活动井离开试衣间时，其他人才能进入
该试衣间。
为了能够看到上面所说的那种情况，在上述例 15-2所示线程函数中，当进入江语句中之后，立即
调用Sleep函数，让线程睡眠片刻。即在上述例 15-2所示代码中两个线程入口函数的if语句块中添
加下面这行语句，并使其成为该语句块的第一行代码: 
Sleep(1); 
现在，我们来分析一下MultiThread程序的执行过程，当程序进入到线程1的if语句块时，就会调用
新添加的Sleep语旬，从而线程1就要放弃其执行的权利，操作系统就会选择另一个线程来执行。于
是线程2开始执行，进入到它的if语句中，就会调用它的Sleep函数，因此线程2也睡眠了。于是又轮
到线程I继续执行，打印出当前销售的票号，票号减 1。对线程2来说，当其暂停时间到了之后，又
继续从其Sleep函数后面的语句开始执行，也打印出当前销售的票号，票号减 1。然后线程1和线程2
继续按照这种方式执行下去，直到卖完所有的 1∞张票。
我们可以再次运行 MultiThread程序，看看会出现什么样的情况。这时，程序界面如图 15.10所示。
从运行结果可以看到程序最后会销售出0号的票。这就是上面所说的多个线程访问同一个资源时可能
会出现的情况。当然，这里我们是故意为地让线程发生切换。但是如果系统
采用如例 15-2所示代码实现的话，当系统长时间运行时，也可能会出现这样的情况。一般
来说，对多线程程序，如果这些线程需要访问共享资源，就需要进行线程间的同步处理。
图 15.10出现票号为 0的结果