如何在指定代码行同步两个CPU线程 使二者后续代码同时执行

• 你手搓的标志位同步存在安全缺陷：volatile仅能保证变量对所有线程可见，无法禁止指令重排，也没有提供内存屏障，可能出现标志位读写顺序错乱，导致同步逻辑失效。
• 自旋等待跳出后存在调度不确定性：单CPU采用时分复用调度，某一线程跳出循环时如果时间片耗尽，会被内核挂起，导致两个线程的A行执行间隔变大，无法满足"近似同时"的要求。

用POSIX线程库原生提供的线程屏障（pthread_barrier），这是专门为「N个线程到达同一点后同时继续执行」的场景设计的同步原语，内核层面会尽可能同时唤醒所有等待的线程，最小化执行间隔。

// 头文件需要新增 #include <pthread.h>
static pthread_barrier_t sync_barrier;

void *threadZero(void*){
    // some codes

    // 到达同步点，阻塞等待另一个线程
    pthread_barrier_wait(&sync_barrier);
    // line A of thread zero

    // some codes  
}


void *threadOne(void*){
    // some codes

    // 到达同步点，阻塞等待另一个线程
    pthread_barrier_wait(&sync_barrier);
    // line A of thread one

    // some codes
}


int main(){
    // 初始化屏障，指定需要等待的线程数为2
    pthread_barrier_init(&sync_barrier, NULL, 2);
    // 创建两个线程并等待执行结束
    // ...
    // 销毁屏障
    pthread_barrier_destroy(&sync_barrier);
}

如果业务对两个线程的执行间隔要求极高，可以在屏障返回后做以下优化：

• 临时提升两个线程的调度优先级，减少调度被打断的概率
• 自旋等待阶段可以添加cpu_relax()（x86平台）指令降低自旋开销，避免无谓的CPU占用

注意：单CPU抢占式调度系统下不可能实现100%绝对同时执行，因为同一时间只能有一个线程占用CPU，使用pthread_barrier可以将两个线程的执行间隔控制在微秒级，满足绝大多数场景的需求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mehran