forループ内のc ++スレッドが誤った値を出力する

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私はc ++でマルチスレッドを理解しようとしていますが、この問題で立ち往生しています：forループでスレッドを起動すると、誤った値が出力されます。これはコードです：

#include <iostream>
#include <list>
#include <thread>

void print_id(int id){
    printf("Hello from thread %d\n", id);
}

int main() {
    int n=5;
    std::list<std::thread> threads={};
    for(int i=0; i<n; i++ ){
        threads.emplace_back(std::thread([&](){ print_id(i); }));
    }
    for(auto& t: threads){
        t.join();
    }
    return 0;
}

値0、1、2、3、4が出力されることを期待していましたが、同じ値を2回取得することがよくありました。これは出力です：

Hello from thread 2
Hello from thread 3
Hello from thread 3
Hello from thread 4
Hello from thread 5

何が欠けていますか？

c++ multithreading

— エルマンド
ソース

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i値でラムダに渡します[i]。

— rafix07

1

の使用emplace_backが奇妙であることは注目に値します。emplace_back引数のリストを受け取り、それをのコンストラクターに渡しstd::threadます。の（rvalue）インスタンスを渡したstd::threadため、スレッドが作成され、そのスレッドがベクターに移動します。その操作は、より一般的な方法でよりよく表現されpush_backます。少し慣用的である（構築済みのthreads.emplace_back([i](){ print_id(i); });場所）またはthreads.push_back(std::thread([i](){ print_id(i); }));（構築+移動）のどちらかを書く方が賢明でしょう。

— ミロ・ブラント

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[&]構文が原因となっているi撮影する参照により。そのためi、スレッドが実行されると、予想よりもさらに高度になることがよくあります。さらに深刻なことに、スレッドの実行前にスコープ外に出た場合のコードの動作は未定義ですi。

i値によるキャプチャ-つまりstd::thread([i](){ print_id(i); })修正です。

— バトシェバ
ソース

2

またはあまり使用されず、あまりお勧めできませんstd::thread([=](){ print_id(i); })

— Wander3r

3

これはi、メインスレッドの書き込みと他のスレッドの読み取りによる（非アトミック）でのデータ競合であるため、動作はすでに定義されていません。

— クルミ

6

2つの問題：

スレッドをいつ実行するかを制御することはiできません。つまり、ラムダの変数の値が期待どおりにならない場合があります。
変数iは、ループおよびループに対してのみローカルです。1つ以上のスレッドが実行される前にループが終了した場合、それらのスレッドには、有効期間が終了した変数への無効な参照が含まれます。

参照ではなくi 値で変数をキャプチャすることにより、これら両方の問題を非常に簡単に解決できます。その手段は、各スレッドがありますコピー値を、そのコピーは、スレッドごとに一意に説明します。

— 一部のプログラマー
ソース

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もう1つ：
マルチスレッド実行モードには特定性があるため、常に順序付けされたシーケンス（0、1、2、3、...）になるまで待たないでください。

不確定性とは、同じプログラムを同じ条件で実行すると、異なる結果が得られることを意味します。

これは、CPUの負荷、他のプロセスの優先順位、起こり得るシステムの中断などのいくつかのパラメータに応じて、OSがスレッドを実行ごとに異なる方法でスケジュールするためです。

あなたの例には5つのスレッドしか含まれていないので、単純です。スレッドの数を増やして、たとえば、処理関数にスリープを入れると、実行ごとに結果が異なる場合があります。

— ランドストーカー
ソース