2.5 误报

有时，线程分析器可能会报告实际在程序中并未发生的数据争用。我们将这些称为误报。大多数情况下，误报是由用户定义的同步导致的，或由不同线程回收的内存导致的。有关更多信息，请参见2.5.1 用户定义的同步和2.5.2 由不同线程回收的内存。

2.5.1 用户定义的同步

线程分析器可以识别由 OpenMP、POSIX 线程和 Solaris 线程提供的大多数标准同步 API 和构造。但是，该工具无法识别用户定义的同步，如果代码中包含这样的同步，可能会误报数据争用。

为了说明为何需要使用这些 API，请考虑以下内容。线程分析器无法使用 CAS 指令来识别锁的实现，也无法使用忙等待来识别发布和等待操作，等等。下面是一类误报的典型示例，其中程序利用的是 POSIX 线程条件变量的常见用法：

/* Initially ready_flag is 0 */
 
/* Thread 1: Producer */
100   data = ...
101   pthread_mutex_lock (&mutex);  
102   ready_flag = 1;
103   pthread_cond_signal (&cond);
104   pthread_mutex_unlock (&mutex);
...
/* Thread 2: Consumer */
200   pthread_mutex_lock (&mutex);
201   while (!ready_flag) {
202       pthread_cond_wait (&cond, &mutex);   
203   }
204   pthread_mutex_unlock (&mutex);
205   ... = data;

pthread_cond_wait() 调用通常在循环内进行，该循环的作用是对谓词进行测试以防止发生程序错误和虚假唤醒。谓词的测试和设置通常由互斥锁加以保护。在以上代码中，线程 1 在第 100 行生成变量 data 的值，在第 102 行将 ready_flag 的值设置为 1 以表明已生成该数据，然后调用 pthread_cond_signal() 以唤醒使用方线程（即线程 2）。线程 2 在循环内测试谓词 (!ready_flag)。当它发现已设置该标志时，将在第 205 行使用数据。

第 102 行 ready_flag 的写入和第 201 行 ready_flag 的读取由同一互斥锁加以保护，因此这两次访问之间不存在数据争用，并且该工具可以正确识别该情况。

第 100 行 data 的写入和第 205 行 data 的读取不受互斥锁的保护。但是，在程序逻辑中，第 205 行的读取总是发生在第 100 行的写入之后，原因是存在标志变量 ready_flag。因此，这两次数据访问之间不存在数据争用。但是，如果在运行时未实际对 pthread_cond_wait() 进行调用（第 202 行），该工具将报告这两次访问之间存在数据争用。如果在执行第 201 行之前执行了第 102 行，则在执行第 201 行时，循环条目测试就会失败，因此将跳过第 202 行。该工具会监视 pthread_cond_signal() 调用和 pthread_cond_wait() 调用，并可使它们成对以形成同步。如果未调用第 202 行的 pthread_cond_wait()，该工具并不知道第 100 行的写入总是在第 205 行的读取之前执行。因此，该工具认为它们是同时执行的，并报告它们之间的数据争用。

libtha(3C) 手册页和A.1 线程分析器用户 API说明了如何使用 API 避免报告此类误报的数据争用。

2.5.2 由不同线程回收的内存

有些内存管理例程负责回收由一个线程释放的内存，以供另一个线程使用。由不同线程使用的同一内存位置的使用期限不会重叠，线程分析器有时无法认识这一点。发生这种情况时，该工具可能会误报数据争用。以下示例将说明此类误报。

/*----------*/                    /*----------*/
/* Thread 1 */                    /* Thread 2 */
/*----------*/                    /*----------*/
 ptr1 = mymalloc(sizeof(data_t));
 ptr1->data = ...
 ...
 myfree(ptr1);

                                  ptr2 = mymalloc(sizeof(data_t));
                                  ptr2->data = ...
                                  ...
                                  myfree(ptr2);

线程 1 和线程 2 同时执行。每个线程都会分配一个用作专用内存的内存块。mymalloc() 例程可能会提供先前由 myfree() 调用所释放的内存。如果线程 2 在线程 1 调用 myfree() 之前调用 mymalloc()，则 ptr1 和 ptr2 会获得不同的值，并且在这两个线程之间不存在数据争用。但是，如果线程 2 在线程 1 调用 myfree() 之后调用 mymalloc()，则 ptr1 和 ptr2 可能会具有相同的值。由于线程 1 不再访问该内存，所以不存在数据争用。但是，如果该工具不知道 mymalloc() 正在回收内存，它会报告 ptr1 数据的写入与 ptr2 数据的写入之间存在数据争用。在 C++ 应用程序中，当 C++ 运行时库回收临时变量的内存时，经常发生此类误报。在实现自己的内存管理例程的用户应用程序中，也经常发生此类误报。目前，线程分析器能够识别通过标准 malloc()、calloc() 和 realloc() 接口执行的内存分配和释放操作。