芯耀
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竞争冒险（Race Condition）指的是在多线程或多进程环境中，多个线程或进程对共享资源进行访问和修改时可能导致的不确定性结果或错误行为。竞争冒险通常发生在多个线程或进程同时访问和修改共享资源的情况下，由于执行时序的不确定性，导致程序的执行结果无法确定。
Linux是一个支持多任务和多用户同时运行的操作系统，它允许多个进程同时执行。在这种环境下，可能会有多个进程同时对同一个文件进行IO操作，使得该文件成为这些进程共享的资源。与裸机编程不同，Linux操作系统提供了进程管理和多任务处理的功能。在裸机编程中，通常不会有进程和多任务的概念。
然而在Linux系统中，不同的进程可能会同时试图访问和修改共享资源，这可能导致数据不一致或程序行为异常，所以需要注意在多进程环境中可能发生的竞争冒险问题。
竞争冒险不但存在于Linux应用层、也存在于Linux内核驱动层，主要是由于并发环境下的执行顺序不确定性引起的，可能导致各种问题，包括数据不一致、死锁、活锁等，并且很难被发现和调试。
例如：
有一个共享的变量充当计数器功能，多个线程同时对该变量进行读取和递增操作。在没有同步控制的情况下，可能会发生竞争冒险问题（关于示例中线程的使用可以在后续章节学习，此处仅作简单使用）。
| #include <stdio.h>
#include <pthread.h> #include <unistd.h> static int count = 0; void* ptest() { //线程原型 for (int i = 0; i < 1000; ++i) { //循环1000次 usleep(100); //延时模拟任务操作 count++; //计数器计数 } } int main() { int num = 10; pthread_t pthreads[num]; for (int i = 0; i < num; ++i) { //循环十次 if (pthread_create(&pthreads[i], NULL, ptest, NULL) != 0) { //创建一个线程 perror("Error creating thread"); return -1; } } for (int i = 0; i < num; ++i) { //循环十次 pthread_join(pthreads[i], NULL); //运行线程 } printf("预期数值: %dn实际数值: %dn", num * 1000, count); return 0; } |
编译运行并查看测试结果
| 预期数值: 10000
实际数值: 9968 |
在这个例子中，ptest函数会执行1000次对计数器count进行+1的操作，在main中创建了10个线程，每个线程都在执行ptest函数。
最终打印预期的count数值为10*1000，但是实际数值并不是10000。这就是一个典型的竞争冒险示例，因为10个线程之间的执行时序不确定，导致程序的行为不一致，假设两个线程几近于同时执行，他们获得的count旧值都是0，各自+1之后，count的新值就是1。
为了避免竞争冒险，需要采取合适的同步机制和并发控制手段，例如使用互斥锁、信号量、条件变量等来确保对共享资源的安全访问和修改，以保证程序的正确性和可靠性。
