如果多个pthread使用同一个函数会发生什么？

Question

我想知道如果两个线程同时调用同一个函数，而这个函数是以UDP客户端形式在套接字上发送文本，会发生什么。

考虑下面的代码，我已经运行了它，但是我还没有遇到任何错误。我想知道当线程同时使用相同的源（函数、变量、IP、端口）时，它是否应该崩溃，以及它们如何共享资源？ 我可以想象出下面的代码是多线程的错误用法，请您解释一下如何使用线程，使得一个线程只使用函数，没有其他线程在使用。换句话说，如何实现线程安全？

以下是Linux上的C示例代码：

void *thread1_fcn();
void *thread2_fcn();
void msg_send(char *message);

int main(void){
    pthread_t thread1, thread2;
    pthread_create( &thread1, NULL, thread1_fcn,  NULL);
    pthread_create( &thread2, NULL, thread2_fcn,  NULL);
    while(1){}
    return 0;
}

void *thread1_fcn(){
    while(1){
        msg_send("hello");
        usleep(500);
    }
    pthread_exit(NULL);
}

void *thread2_fcn(){
    while(1){
        msg_send("world");
        usleep(500);
    }
    pthread_exit(NULL);
}

void msg_send(char message[]){
       struct sockaddr_in si_other;
       int s=0;
       char SRV_IP[16] = "192.168.000.002";

        s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
        memset((char *) &si_other, 0, sizeof(si_other));
        si_other.sin_family = AF_INET;
        si_other.sin_port = htons(12346);
        si_other.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
        inet_aton(SRV_IP, &si_other.sin_addr);
        sendto(s, message, 1000, 0, &si_other, sizeof(si_other));
        close(s);
}

- sven

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调用同一函数没有问题（每个线程都有自己独立的执行上下文和堆栈）。访问共享状态（包括库调用中的共享状态）可能会出现问题-请考虑自我分析代码以查看是否存在共享状态，并围绕此重点提出问题。 - user2246674

自动变量的美妙之处在于一切都可以自动运行。 - Kerrek SB

thread1_fcn() 和 thread12_fcn() 应该仍然声明为接受 void * 参数，以匹配 pthread_create() 的期望。 - jxh

Answer 1

您的代码没有任何问题。每个线程，即使运行相同的代码，都有一个独立的堆栈，因此它处理的变量集也是独立的。没有共享的变量。

- ctn

Answer 2

由于您在msg_send内部创建并关闭了套接字，因此不会发生任何特殊情况。一切都将正常工作。

- Carl Norum

Answer 3

你的代码调用了未定义的行为，因为线程将小字符串文字作为"message"参数传递，但函数试图发送从"message"基地址开始的1000个字节。

由于"sendto"通常是对操作系统的直接调用，因此您将通过UDP发送大量垃圾（或更糟糕：安全敏感信息！），或者系统调用将检测到越界内存访问并将返回-1，并设置errno为类似"EFAULT"的内容（可能没有发送任何数据）。

由于"message"是一个字符串，应计算其长度，然后只发送该数量的字节（带有或不带有空终止符；这取决于您。接收方可以从数据包的长度重新构建一个空终止字符串。）

该函数不会引发并发问题。

即使多个线程在同一个套接字上调用"sendto"函数，它也是安全的。但如果在流套接字上这样做，您可能会遇到数据以不可预测的方式交错到字节流中的问题。

- Kaz