使用PTHREADS时出现Segmentation fault (core dumped)问题求助

首先，触发你段错误的直接原因是main函数里的一个低级失误：你在调用pthread_create和pthread_join时用了tid[id]，但id变量根本没初始化！它是一个未定义的垃圾值，会导致你访问tid数组的越界内存，直接触发段错误。

第一步：紧急修复线程创建/回收的数组索引问题 #

把main里的循环改成用i作为索引，而不是未初始化的id：

// 创建线程
for(i=0;i<p;i++){
    pthread_create(&tid[i],NULL,add,(void *)(long) i);
}
// 等待线程结束
for(i=0;i<p;i++){
    pthread_join(tid[i],NULL);
}

改完这部分，你的段错误应该会立即消失。

第二步：修复内存分配的检查逻辑 #

你现在的内存分配检查是在所有二维数组的行分配完之后才做的，但如果中间某一行malloc失败了，A[i]会是NULL，但你后续的循环还会继续，而且最后只检查了A、B、C的一级指针，没检查二级指针。应该在每次malloc之后都做检查，还要记得清理已分配的内存再退出：

// 分配一级指针
A = (long int**) malloc(N*sizeof(long int*));
B = (long int**) malloc(N*sizeof(long int*));
C = (long int**) malloc(N*sizeof(long int*));
if((A==NULL) || (B == NULL) || (C == NULL)){
    printf("Could Not Allocate Memory For Array Pointers\n");
    free(tid);
    exit(1);
}
// 分配二级指针并检查
for(i=0;i<N;i++){
    A[i] = (long int*) malloc(N*sizeof(long int));
    B[i] = (long int*) malloc(N*sizeof(long int));
    C[i] = (long int*) malloc(N*sizeof(long int));
    if((A[i]==NULL) || (B[i] == NULL) || (C[i] == NULL)){
        printf("Could Not Allocate Memory For Array Rows\n");
        // 清理已分配的内存避免泄漏
        for(j=0;j<i;j++){
            free(A[j]);
            free(B[j]);
            free(C[j]);
        }
        free(A);
        free(B);
        free(C);
        free(tid);
        exit(1);
    }
}

第三步：修复屏障(pthread_barrier)的使用问题 #

你初始化屏障时用了pthread_barrier_init(&bar,NULL,p);，也就是要求p个线程调用pthread_barrier_wait才能继续，但你的main线程没有参与等待，所以所有工作线程都会卡在pthread_barrier_wait(&bar);这里，程序永远不会结束。

如果你的屏障是用来让所有线程完成计算后再继续，要么：

1. 把屏障的count设为p+1，然后main线程也调用一次pthread_barrier_wait(&bar);（在所有pthread_join之前）；
2. 或者直接去掉这个屏障——因为你已经用pthread_join等待所有线程结束了，屏障在这里是多余的。

第四步：其他细节优化 #

• Total_Sum要初始化，不然初始值是垃圾值，最终结果会不对：在main里加Total_Sum = 0;
• 处理N不能被p整除的情况，最后一个线程多处理剩下的行，避免计算遗漏：

// 在add函数里修改end的计算
if(id == p-1){
    end = N;
}

• 程序退出前记得销毁互斥锁和屏障，释放tid的内存，避免资源泄漏。

修复后的完整代码（关键修改已标注） #

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

long int p,N,Total_Sum;
long int **A,**B,**C;
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_barrier_t bar;

void * add(void *arg){
    long int i,j,Local_Sum=0;
    long int lines,start,end,id;
    id = (long int)arg;
    lines = N/p;
    start = id*lines;
    end = start+lines;
    // 处理N不能被p整除的情况
    if(id == p-1){
        end = N;
    }
    for(i=start;i<end;i++){
        for(j=0;j<N;j++){
            A[i][j] = 1;
            B[i][j] = 1;
        }
    }
    for(i=start;i<end;i++){
        for(j=0;j<N;j++){
            C[i][j] = A[i][j] * B[i][j];
            Local_Sum += C[i][j];
            printf("C[%ld][%ld] = %ld\n",i,j,C[i][j]);
        }
    }
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    Total_Sum += Local_Sum;
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    // 若保留屏障，需确保main线程也调用wait，否则注释此行
    // pthread_barrier_wait(&bar);
    pthread_exit(0);
}

int main(int argc, char *argv[]){
    long int i,j;
    pthread_t *tid;
    if(argc!=3){
        printf("Provide Number Of Threads And Size\n");
        exit(1);
    }
    p = atoi(argv[1]);
    tid = (pthread_t *) malloc(p*sizeof(pthread_t));
    if(tid == NULL){
        printf("Could Not Allocate Memory\n");
        exit(1);
    }
    // 若保留屏障，count设为p+1
    // pthread_barrier_init(&bar,NULL,p+1);
    N = atoi(argv[2]);
    Total_Sum = 0; // 初始化总和
    A = (long int**) malloc(N*sizeof(long int*));
    B = (long int**) malloc(N*sizeof(long int*));
    C = (long int**) malloc(N*sizeof(long int*));
    if((A==NULL) || (B == NULL) || (C == NULL)){
        printf("Could Not Allocate Memory For Array Pointers\n");
        free(tid);
        exit(1);
    }
    for(i=0;i<N;i++){
        A[i] = (long int*) malloc(N*sizeof(long int));
        B[i] = (long int*) malloc(N*sizeof(long int));
        C[i] = (long int*) malloc(N*sizeof(long int));
        if((A[i]==NULL) || (B[i] == NULL) || (C[i] == NULL)){
            printf("Could Not Allocate Memory For Array Rows\n");
            // 清理已分配内存
            for(j=0;j<i;j++){
                free(A[j]);
                free(B[j]);
                free(C[j]);
            }
            free(A);
            free(B);
            free(C);
            free(tid);
            exit(1);
        }
    }
    for(i=0;i<p;i++){
        pthread_create(&tid[i],NULL,add,(void *)(long) i);
    }
    // 若保留屏障，main线程在此处wait
    // pthread_barrier_wait(&bar);
    for(i=0;i<p;i++){
        pthread_join(tid[i],NULL);
    }
    // 清理所有资源
    for(i=0;i<N;i++){
        free(A[i]);
        free(B[i]);
        free(C[i]);
    }
    free(A);
    free(B);
    free(C);
    free(tid);
    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    pthread_barrier_destroy(&bar);
    printf("Final Result Is Equal To: %ld\n",Total_Sum);
    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者george nik