多线程程序中printOdd线程为何能率先执行并打印数字1？

问题描述 #

这段程序能正常运行，但存在疑问：初始阶段printEven与printOdd线程均在等待条件变量的信号（执行pthread_cond_wait(&cond, &mutex);语句），此时printEven无法发送信号，printOdd是如何继续执行的？简单来说，数字1是如何被打印出来的？

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

pthread_t       tid[2];
pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t  cond;

int count = 1; // Shared variable to keep track of the current number to be printed

void* printEven(void* arg) {
    while (count <= 10) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        while (count % 2 != 0) {
            printf("waiting for cv signal\n");
            pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
        }
        printf("Even: %d\n", count++);
        pthread_cond_signal(&cond);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
    pthread_exit(NULL);
}

void* printOdd(void* arg) {
    while (count <= 10) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        while (count % 2 != 1) {
            pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
        }
        printf("Odd: %d\n", count++);
        pthread_cond_signal(&cond);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
    pthread_exit(NULL);
}

int main() {

    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&cond, NULL);

    pthread_create(&tid[1], NULL, printOdd, NULL);
    sleep(10);
    printf("creating even thread\n ");
    pthread_create(&tid[0], NULL, printEven, NULL);

    pthread_join(tid[0], NULL);
    pthread_join(tid[1], NULL);

    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    pthread_cond_destroy(&cond);

    return 0;
}

核心原因 #

你误解了初始阶段两个线程的状态——printOdd线程一开始根本不会进入等待状态，具体流程如下：

• 主线程先创建printOdd线程，此时count初始值为1，满足count % 2 == 1的条件。
• printOdd线程获取到互斥锁后，直接跳过while等待循环，打印Odd: 1，然后将count自增为2，接着发送条件变量信号，最后释放互斥锁。
• 这时候主线程还在sleep(10)，printEven线程尚未创建。等10秒后printEven线程创建，此时count已经是2，printEven线程获取锁后满足count%2==0的条件，开始打印偶数，之后两个线程通过条件变量的信号交替唤醒对方，完成后续打印。

简单说：初始时count是奇数，printOdd线程的等待条件不成立，所以直接执行打印逻辑，不需要等待信号，这就是数字1能被打印的原因。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者sagul kumar