为何两个不同线程递增变量时未出现竞态条件？

1. ++运算符是原子操作吗？ #

不是。var++在底层会被拆解为三个独立的操作：

• 从内存加载var的值到CPU寄存器
• 将寄存器中的值加1
• 将新值写回内存

这三个步骤并非原子执行，多个线程同时操作时，很可能出现两个线程同时加载同一个var值，各自完成递增后写回，最终只实现了一次有效递增的情况——这就是你预期的竞态条件。

2. 如何修改程序复现竞态条件？ #

你的代码没复现竞态，大概率是因为循环次数太少（仅1000次），加上编译器/CPU的优化，导致线程切换的时机很难撞上var++的执行窗口。可以通过以下两种简单修改来提升竞态出现的概率：

修改方案一：大幅增加循环次数 #

把循环的1000改为100000甚至更大的数值，让线程有更多机会同时操作var：

#include<iostream>
#include<thread>

using namespace std;

int var = 0;

void increment()
{
    for(int i=0 ; i<100000; i++) // 增加循环次数
    {
        var++;
    }
}

int main()
{
    thread t1(increment);
    thread t2(increment);
    t1.join();
    t2.join();
    cout << "var : " << var << endl;
    return 0;
}

修改方案二：加入微小延迟强制线程切换 #

在var++前加入短延迟，让当前线程主动放弃CPU，给另一个线程执行的机会，更容易触发竞态：

#include<iostream>
#include<thread>
#include<chrono>

using namespace std;

int var = 0;

void increment()
{
    for(int i=0 ; i<1000; i++)
    {
        this_thread::sleep_for(chrono::nanoseconds(1)); // 加入微小延迟
        var++;
    }
}

int main()
{
    thread t1(increment);
    thread t2(increment);
    t1.join();
    t2.join();
    cout << "var : " << var << endl;
    return 0;
}

两种修改后，运行程序大概率会得到小于预期值的结果，成功复现竞态条件。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者roi_saumon