Ну начнем с того, что 10000 итераций на современном процессоре выполнится настолько быстро, что вероятно уложится в отведенный потоку квант времени, и второй поток скорее всего даже не успеет получить процессорное время, чтобы поменять вашу переменную. Поэтому ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО в целях эксперимента можете попробовать увеличить число итераций хотя бы до 10 миллионов, и отключить по максимуму оптимизации (не по причине скорости, а по причине потенциального выбрасывания кода компилятором), т.к. наверняка количество итераций есть причина неудачи в вашем эксперименте.
А если по-серьезному, вам уже дали советы как поступать - без нормальной синхронизации в многопоточной среде у вас никакие общие переменные результатов дать не могут. Если уж очень не хочется брать мьютекс (хотя чтобы его не брать, нужно четко знать что он не подходит), можете превратить вашу общий флажок в спинлок, но кодом на плюсах тут не отделаешься.
С архитектурной точки зрения, если у вас снятие показаний, то у вас просто классический случай producer-consumer - впилите потокобезопасную очередь, и пользуйтесь.
