C语言多线程：for循环中pthread_join与pthread_create的返回值指针问题

核心错误：返回值访问方式错误 #

你的代码中，t_returnValue是int *t_returnValue[n]，即存储int指针的数组。每个线程返回的是&pp->times（也就是&t_args[j].times），所以t_returnValue[j]保存的是对应times变量的地址。

但打印时你写的(*t_returnValue)[j]是错误的：

• *t_returnValue等价于t_returnValue[0]，也就是第一个线程返回的地址
• (*t_returnValue)[j]相当于访问这个地址指向的内存的第j个int，完全偏离了预期逻辑，会越界读取栈上的随机数据，这就是你看到65、66这类异常值的原因。

正确写法应该是*t_returnValue[j]，表示取第j个线程返回地址指向的int值。

潜在问题：返回栈变量地址的风险 #

当前代码中，线程返回的是main函数栈上t_args[j].times的地址，虽然因为main会调用pthread_join等待所有线程结束后才处理返回值，栈内存暂时有效，但这种写法不安全：如果后续修改代码，比如在pthread_join前释放了t_args或main提前退出，线程返回的地址就会变成无效野指针。

更稳妥的两种方案：

1. 直接返回值（将int转为void）*：Linux系统中int的大小不超过void*的大小，通过intptr_t做类型转换可以保证安全，直接返回times的值而非地址。
2. 动态分配内存存储返回值：线程中用malloc分配内存存储times，返回该指针，main读取后记得free避免内存泄漏。

修正后的代码 #

方案1：直接返回值（推荐，简单高效） #

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h> // 用于intptr_t类型
#define n 5

struct print_args {
    int times;
    char characters;
};

void * print_sum(void * parameters) {
    struct print_args * pp = (struct print_args *) parameters;
    
    for(int i=0; i<= pp->times; i++) {
        printf("%c", pp->characters);
        fflush(stdout);
        sleep(1);
    }
    // 用intptr_t做中转，安全转换int到void*
    return (void*)(intptr_t)pp->times;
}


int main() {
    pthread_t t[n];
    srand(time(NULL));

    struct print_args t_args[n];
    char first = 'A';
    
    void *t_returnValue[n]; // 直接存储void*类型返回值
    
    for(int j=0; j<n; j++) {
        t_args[j].times = rand() % 10;
        t_args[j].characters = first;
        first++;
    }
    
    for(int j=0; j<n; j++) {
        pthread_create(&t[j], NULL, &print_sum, &t_args[j]);
    }
    for(int j=0; j<n; j++) {
        pthread_join(t[j], &t_returnValue[j]);
    }
    first -= n;
    for(int j=0; j<n; j++) {
        // 把void*转回int
        printf("\n T%c: Times %d", (char)first++, (int)(intptr_t)t_returnValue[j]);
    }
    
    return 0;
}

方案2：动态分配内存返回值 #

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#define n 5

struct print_args {
    int times;
    char characters;
};

void * print_sum(void * parameters) {
    struct print_args * pp = (struct print_args *) parameters;
    // 分配内存存储返回值
    int *ret = malloc(sizeof(int));
    *ret = pp->times;
    
    for(int i=0; i<= pp->times; i++) {
        printf("%c", pp->characters);
        fflush(stdout);
        sleep(1);
    }
    return ret;
}


int main() {
    pthread_t t[n];
    srand(time(NULL));

    struct print_args t_args[n];
    char first = 'A';
    
    int *t_returnValue[n];
    
    for(int j=0; j<n; j++) {
        t_args[j].times = rand() % 10;
        t_args[j].characters = first;
        first++;
    }
    
    for(int j=0; j<n; j++) {
        pthread_create(&t[j], NULL, &print_sum, &t_args[j]);
    }
    for(int j=0; j<n; j++) {
        pthread_join(t[j], (void **)&t_returnValue[j]);
    }
    first -= n;
    for(int j=0; j<n; j++) {
        printf("\n T%c: Times %d", (char)first++, *t_returnValue[j]);
        free(t_returnValue[j]); // 释放动态分配的内存
    }
    
    return 0;
}

验证结果 #

修正后运行程序，会输出每个线程正确的times值，不会再出现随机异常。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者VuciuS