C++多线程归并排序程序处理大规模数组时中途终止问题求助

• 并发数据竞争（核心问题）
  代码中worker线程负责修改排序vectornum，主线程在sortChecker中反复读取同一个num，两个线程未加任何同步机制同时读写同一块内存，属于C++标准定义的未定义行为。小数据量下排序执行快、访问冲突概率低所以能正常运行，大数据量下排序时间变长，并发读写冲突概率大幅升高，直接触发程序崩溃。
  同时共享的超时标记isTimeOut是普通布尔类型，多线程下读写无原子性保证，编译器可能优化掉worker线程对该变量的读取逻辑，导致主线程设置的超时标记无法被worker线程感知。
• 高频大内存拷贝消耗过高
  sortChecker函数采用值传递参数，每次调用都会完整拷贝一份待检查的vector，当测试规模达到10万级时，单次拷贝就需要占用约400KB内存，而主线程死循环无间隔调用该函数，会在短时间内耗尽CPU和内存资源，触发系统强制结束进程。
• 主线程空转占用全部CPU资源
  轮询检查逻辑未加任何休眠逻辑，主线程会占满一整个CPU核心不停执行检查逻辑，既会抢占worker排序线程的CPU资源，也会导致系统负载过高触发崩溃。

1. 替换超时标记类型：将bool isTimeOut改为std::atomic<bool> isTimeOut，保证多线程下读写的原子性和可见性，需要额外包含<atomic>头文件。
2. 修改参数传递方式：将sortChecker的参数改为常量引用，避免不必要的全量数组拷贝：

bool sortChecker(const vector<int>& v) {
    for (int i = 0; i < (int)v.size() - 1; ++i)
    {
        if (v[i] > v[i + 1])    return false;
    }
    return true;
}

3. 轮询逻辑增加休眠间隔：在检查循环中加入100ms的休眠，降低CPU占用：

while ( ( ( timer.durationCounter() / 1000000 ) < 5) && (!isSorted ) ) {
    this_thread::sleep_for(milliseconds(100));
    isSorted = sortChecker(num);
}

4. （可选）加锁保护共享资源：如果需要保证排序过程中读取数组的正确性，可添加std::mutex，在worker线程修改数组、主线程读取数组时都先加锁再操作，避免数据竞争。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者TDTejani Sherlock