GATE-CS-2000 | 第 45 题

该题目是GATE（Graduate Aptitude Test in Engineering）计算机科学和信息技术科目的一道题目，以下是对该题目的介绍和解析。

题目描述

考虑一个简单的多线程应用程序，它包含两个线程：T1和T2。以下是程序的伪代码：

Thread T1 {
   x = x + 1;
   print x;
}

Thread T2 {
   y = x + 1;
   print y;
}

现在考虑以下四个可能的并发执行序列：

1. T1 在 T2 之前执行。
2. T2 在 T1 之前执行。
3. T2 在 T1 之前执行，并且 x 的最终值为 2。
4. T1 和 T2 并发执行，并且 x 的最终值为 2。

问题

确定哪些并发执行序列是可能的，并解释你的答案。

解析

为了解析该题目，我们需要考虑多线程应用程序的基本概念和执行过程。多线程程序中的线程同时运行，可以并发地执行操作。然而，并发执行可能会导致一些问题，例如竞态条件（race condition）。

根据给定的代码，x 是一个共享变量，可以被两个线程访问和修改。在线程 T1 中，x 被增加了 1，然后被打印出来。在线程 T2 中，x 被增加了 1 并赋值给 y，然后 y 被打印出来。

以下是对四个并发执行序列的分析：

1. T1 在 T2 之前执行：这意味着 T1 完全执行完毕并打印了 x 的值，然后 T2 才开始执行。在这种情况下，最终的值为 2。这个序列是可能的。

2. T2 在 T1 之前执行：这意味着 T2 完全执行完毕并打印了 y 的值，然后 T1 才开始执行。在这种情况下，y 的值为 2。然而，x 的值不会被 T1 增加，因此最终的结果不是 2。所以这种序列是不可能的。

3. T2 在 T1 之前执行，并且最终的值为 2：这种情况下，表示在 T2 执行完毕前，T1 就执行并增加了 x 的值。然而，由于这个程序中没有对 x 进行加锁或同步的机制，所以这种并发执行序列是不可能的。

4. T1 和 T2 并发执行，并且最终的值为 2：这表明两个线程可以同时执行，并且在 T2 访问 x 之前，T1 已经将 x 的值增加了 1。然而，由于没有对 x 进行加锁或同步的机制，所以这种并发执行序列可能会导致竞态条件。因此，这种情况是可能的。

综上所述，可能的并发执行序列是序列 1 和序列 4。

备注

在多线程应用程序中，正确地管理共享数据和并发访问是非常重要的。对于可能的竞态条件，可以使用锁和同步机制来避免数据一致性问题。在这个例子中，使用锁或同步机制可以确保最终的值始终为 2。