提示：本文的所有代码由C语言实现，经过测试，C++的多线程操作也会遇到同样的问题。多线程库用的是pthread.h，操作系统是win10。windows下的pthread.h安装，可以参考下这篇文章：vs2017如何配置pthread环境

文章目录

前言
一、多线程代码
- 1.带有返回值的多线程代码
- 2.结果展示
二、问题修复
- 1.修改子线程调用方法
- 2.结果展示
总结

前言

最近因为工作需要，调研了一下C语言的多线程使用。在测试常用功能的时候遇到这么一个诡异的问题，通过结构体获取返回值的时候，多线程操作变慢了。经过一天的努力，最终解决了这个问题。以下是对该问题的记录。

一、多线程代码

1.带有返回值的多线程代码

下面代码包括生成一个5行1000万列的随机数组，然后分别使用多线程的和单线程的方法对每一行进行求和。其中多线程的参数是一个结构体，包括要求和的数组和一个sum返回值。

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <pthread.h>  //定义随机数组的行和列
#define ROW   5
#define COL 10000000//获得随机数组
int ** getRandom()
{printf("生成%dX%d的随机数组\n", ROW, COL);int  **r;r = (int **)malloc(ROW * sizeof(int));for (int i = 0; i < ROW; i++) {r[i] = (int *)malloc(COL * sizeof(int));}srand((unsigned)time(NULL));for (int i = 0; i < ROW; i++) {for (int j = 0; j < COL; ++j){r[i][j] = rand();}}printf("随机数组生成完毕\n\n");return r;
}//定义传入线程的结构体
typedef struct TagValue
{int *arr;long long sum;
} Tag;//子线程调用求和方法
void* threadSum(void *d) {Tag *v = (Tag*)d;int *arr = v->arr;for (int i = 0; i < COL; i++) {v->sum += *(arr + i);}
}//多线程主方法
void  testThreadTime(int **r) {//计算多线程运行时间clock_t start, end;//传入参数结构体Tag res[ROW];//线程id号pthread_t ths[ROW];//记时开始start = clock();for (int i = 0; i < ROW; i++) {res[i].arr = r[i];res[i].sum = 0;//开启子线程int ret_thrd1 = pthread_create(&ths[i], NULL, (void *)&threadSum, (void *)&res[i]);// 线程创建成功，返回0,失败返回失败号if (ret_thrd1 != 0) {printf("子线程%d创建失败\n",i);}else {printf("子线程%d创建成功\n",i);}}//增加join函数，使主线程等待子线程都结束for (int i = 0; i < ROW; i++) {pthread_join(ths[i], NULL);}//打印返回值printf("多线程的执行结果是:\n");for (int i = 0; i < ROW; i++) {printf("%lld\n", res[i].sum);}printf("主线程执行完毕\n");//计时结束end = clock();printf("Time Used: %f\n\n", difftime(end, start));
}//非多线程对照方法
void  testNoThreadTime(int **r) {clock_t start, end;//int **r = getRandom();long long res[ROW];memset(res, 0, ROW * sizeof(long long));start = clock();for (int i = 0; i < ROW; i++) {for (int j = 0; j < COL; j++) {res[i] += r[i][j];}}end = clock();printf("对照组执行结果是:\n");for (int i = 0; i < ROW; i++) {printf("%lld\n", res[i]);}printf("Time Used: %f\n\n", difftime(end, start));
}int main() {int **r = getRandom();testThreadTime(r); testNoThreadTime(r);  getchar();return 0;
}

2.结果展示

可见多线程不但没有减少计算时间，反而增加了很多。

二、问题修复

1.修改子线程调用方法

出现问题是threadSum函数里的这句代码v->sum += *(arr + i),这句代码对主线程里声明的地址内容进行了大量的修改操作。按照下面方式修改，声明临时变量sum，求和在临时变量sum中进行，只需进行简单的修改，多线程变慢的问题就解决了

void* threadSum(void *d) {Tag *v = (Tag*)d;int *arr =v->arr;long long sum = 0;for (int i = 0; i < COL; i++) {sum+=*(arr + i);}v->sum = sum;
}

2.结果展示

修改之后，多线程已经可以正常提升计算效率了。

总结

在C/C++的多线程使用过程中，一定要注意在子线程中对传入地址的写操作。频繁的跨线程写操作，会带来效率的大幅降低。

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