for循环+fork-join_none结构的坑，你有注意到吗？
for循环+fork-join_none结构的坑，你有注意到吗？
来源| 杰瑞IC验证（ID:Jerry_IC）
|原创作者| Jerry
1. 回忆下fork-join_none
fork-join_none相信大家应该熟悉了，新来的朋友可以回顾下jerry之前的文章，就是之前jerry提到的那个“暴脾气”的哥们，他不会去等别人，直接会着急做自己的事情。
前文回顾（点击查看）：fork-join挺好用的了，fork-join_any、fork-join_none有什么用？
回顾下那篇文章中我们举的一个例子，这个暴脾气可以这么用：
fork
aa( );
aa( );
aa( );
……
aa( );
aa( );
join如上代码，我们想要并行的执行100个 aa( )这个函数进程。通过fork-join要写到手软，用这个暴脾气，几句话就搞定：
for(int i=0; i<100; i++)
fork
aa( );
join_none但是，今天jerry告诉各位初学者，这个暴脾气有不好驾驭的那一面的哦，弄不好就很容易翻车！！
2. fork-join_none翻车现场
什么情况下容易翻车呢？
大家仔细看看上面的例子，并行运行的aa( )，都是一样的内容，放在for循环中，却并没有使用for循环的循环因子 i 啊～
有人说，这有什么关系吗？
好的，来，看看jerry今天准备的代码，逼出它的邪恶面！
我们还是通过暴脾气fork-join_none，外加for循环，这次我们用上for的循环因子i，
怎么用i呢？我们直接通过$display来打印，打出10个选美者的编号和颜值等级：
for (int i=0 ; i<10; i++)
fork
$display(“No%0d，My face_grade is %0d”, i ，i );
join_none大家先不看答案，先猜猜，这个会怎么打？
算了，jerry先猜猜你们是怎么想的？是不是打印出下面这样？
No0，My face_grade is 0
No1，My face_grade is 1
No2，My face_grade is 2
No3，My face_grade is 3
……
No9，My face_grade is 9
大错特错！！太天真了！这个时候这个暴脾气只会在电脑的某个角落里看着你笑着说“愚蠢的人类”！！
jerry告诉你打印出来的是什么：
No10，My face_grade is 10
No10，My face_grade is 10
No10，My face_grade is 10
……
No10，My face_grade is 10
太阴险了！怎么会是这样呢？我0-9怎么还出来10了？
3. 再认识下for循环
先解释下这个for循环范围0-9，怎么打出来10了？
看下这段代码：
int apple_num；
for (apple_num=0 ; apple_num<10; apple_num++);
$display(“i have %0d apples”, apple_num );直接告诉大家，这个代码打印出来的是：
i have 10 apples
这个代码，for循环是执行的一个空语句，for结束后才进行打印循环因子。让不注重细节的伙伴们再认识下for，for在最后执行完成他的值是还要再走apple_num++的，正是因为加到了10，才不满足apple_num<10的条件不再进行循环下去了。
我们再回头看看这个代码：
for (int i=0 ; i<10; i++)
fork
$display(“No%0d，My face_grade is %0d”, i ，i );
join_none现在知道这个打印出来10是怎么来的了，是for循环执行完了以后循环因子i的值啊！！
好像差不多理解了：for循环的时候依次创建了10个进程，然后等for循环结束后，才并行执行10个fork进程。
因为fork-join_none，for全部循环完了以后， 10个$display(“No%0d，My face_grade is %0d”, i ，i ); 才并行的执行完！！在打印的时候得到的i值就是最后的10了。换句话理解：这10个并行的$display里面的i其实是同一个int i，i++是会改变它的。
4. 怎么防止它的翻车
来，jerry先直接告诉各位怎么解这个问题：
for (int i=0 ; i<10; i++)
fork
automatic int j=i；
$display(“No%0d，My face_grade is %0d”, j ，j );
join_nonef
这段代码打印的正是我们期望的：
No0，My face_grade is 0
No1，My face_grade is 1
No2，My face_grade is 2
No3，My face_grade is 3
……
No9，My face_grade is 9
为什么呢？我们来分析一下：
如上代码，我们加了一个automatic int j=i 转了一下，把i给j，我们打印j。
此处automatic类型，意味着进入fork进程被创建，结束被撤销。保证了10个并行的display语句，每个进程中的j是它自己的，是独一无二的（不清楚automatic和static的区别的可以自己查或者关注jerry后面的文章哈）。
先不要恍然大悟，仔细想想，仅仅保证了独一无二，就行了？automatic int j=i；
这句话还没执行，for不就应该执行完了？那这里的i岂不是还是应该是10？？
是啊！除非……？
没错！
automatic int j=i；在i++之前就执行了！！！
我们来验证下，假如这么写：
for (int i=0 ; i<10; i++)
fork
#0;
begin
automatic int j=i；
$display(“No%0d，My face_grade is %0d”, j ，j );
end
join_none果然就又出错打印成下面这样了！！！
No10，My face_grade is 10
No10，My face_grade is 10
No10，My face_grade is 10
……
No10，My face_grade is 10
其实不要说那样，就即便如下这样都是不对的！！
for (int i=0 ; i<10; i++)
fork
automatic int j；
j=i；
$display(“No%0d，My face_grade is %0d”, j ，j );
join_none看来除了保证独一无二，更关键的原因是执行顺序！！
什么执行顺序呢？
简单的说，如果把我们这段代码理解为两个过程：“创建进程”、“执行进程”。
创建进程的时候，创建10个并行的进程，然后统一执行。
这句神奇的automatic int j=i；偏偏就是在创建进程的过程中就执行了！
大家可以看一下下面的视频，DVE上的断点单步调试，上面提到的两种代码执行顺序对比：
先执行的94行for进入第一段代码“创建线程”阶段，然后马上95行神奇的automatic int j=i；可见它也是第一段代码“创建线程”阶段执行的！然后并没有接着执行96行的display，而是101行的for！进入了第二段代码的“创建线程”阶段！线程都创建完成之后才再回去96行进入执行进程阶段，执行了display，最后执行了102行的display。
各位初学者可以这样简单的理解这段代码，但是其实呢要更进一步探究就涉及到了
sv的仿真调度机制！！！
先简单看一眼，就是这些个东西啦：
我擦，短短几句代码需要想到这么多知识吗？这里这个调度机制我们就先不深究了，大家先擦擦汗，jerry后面的文章会娓娓道来的～
我们回到今天要讲的重点：“for循环+fork-join_none结构”的坑，怎么处理呢？最简单的一种方式就是用一个automatic int j=i 转一下，一定要在fork的一开始定义，并且赋值。
今天这个知识点很常见，很重要哦，希望各位初学者不要着急，像这样的知识点，jerry聊一个就记住一个就好，不怕慢只怕站～哈哈，继续关注jerry后面的文章，一起成长～加油！
——The End——