Pthread多线程程序栈工作原理及示例代码竞态问题咨询

首先需要纠正一个基础认知误区：多线程共享的是所属进程的虚拟地址空间，每个线程都有独立的私有栈区域，这些栈都位于进程的地址空间内，线程可以通过指针访问其他线程栈上的数据，但默认情况下每个线程的局部变量都存储在自己的私有栈中，互不干扰。

问题1：第一段代码为什么没有一致性问题？ #

第一段代码中循环变量i是线程函数thr内部定义的局部变量，每个线程调用thr时，都会在自己的私有栈上创建独立的i副本，两个线程的计数完全独立，不存在共享读写的场景，因此不会出现一致性问题，两个线程各会打印0到49的完整序列。

问题2：第二段代码竞态问题的成因 #

第二段的变量i是全局变量，存储在进程的全局数据区，属于所有线程共享的资源：

• 两个线程同时对同一个i执行「读取判断大小→自增→打印」操作，这些操作都不是原子操作
• 可能出现线程A刚读取完i=10还没完成自增，线程B也读取到i=10的情况，最终两个线程都打印10、自增后i变成11，出现重复计数
• 极端场景下当i=49时两个线程同时判断i<50成立，会先后自增为50、51，出现超出预期的打印结果
• 因为没有任何同步机制控制多线程对共享变量的读写顺序，最终执行结果完全不可预测。

问题3：是否只有主线程的栈是多线程共享的？ #

不是。
整个进程的虚拟地址空间对所有线程都是可读可写的，只要拿到了某块地址的指针，不管这块地址属于哪个线程的私有栈，其他线程都可以直接访问。
第三段代码的竞态本质和第二段完全一致：你把主线程栈上变量i的指针传给了两个子线程，两个子线程同时通过指针读写同一个i变量，才引发了竞态。如果你将某个子线程栈上的变量地址传给其他线程操作，也会出现完全相同的竞态问题，主线程栈没有任何特殊性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Yuri Bittencourt