并行线程有条件的信号 - 不按预期工作
https://stackoverflow.com/questions/671199
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21-08-2019 - |
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我工作的一个项目，并试图用pthread_cond_wait()和pthread_cond_signal()同步两个线程。
我的代码看起来是这样的：
pthread_mutex_t lock_it = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t write_it = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
int main(int argc, char**argv)
{
pthread_t t_send_segments, t_recv_acks;
pthread_create(&t_send_segments, NULL, send_segments, (void*)NULL);
pthread_create(&t_recv_acks, NULL, recv_acks, (void*)NULL);
pthread_join(t_recv_acks, (void**)NULL);
pthread_mutex_destroy(&lock_it);
pthread_cond_destroy(&write_it);
}
void* send_segments(void *v) {
for(;;) {
pthread_mutex_lock(&lock_it);
printf("s1\n");
printf("s2\n");
pthread_cond_wait(&write_it, &lock_it);
printf("s3\n");
printf("s4\n");
printf("s5\n");
pthread_mutex_unlock(&lock_it);
}
return 0;
}
void* recv_acks(void *v) {
for(;;) {
pthread_mutex_lock(&lock_it);
printf("r1\n");
pthread_cond_signal(&write_it);
printf("r2\n");
pthread_mutex_unlock(&lock_it);
}
return 0;
}
预期的输出是：
s1
s2
r1
s3
s4
s5
s1
s2
r2
r1
s3
s4
s5
(etc)
我的输出不遵循此模式在所有。显然，我有一个逻辑错误的地方，但我不理解在哪里。为什么没有recv_acks()线程的总是的，当它击中的pthread_cond_signal()产量 - 因为pthread_cond_wait()总是先执行（因为我在其中创建线程的顺序）和cond_wait()一直以来执行的关键部？
解决方案
在pthread_cond_signal功能不会引起当前线程，以产生和不释放互斥。它所做的就是重新启动一个线程已经暂停本身通过pthread_cond_wait的条件。这只是意味着唤醒线程可用于调度，它不会导致它立即执行。线程调度器将在未来某个时候调度它。
此外，仅仅因为S-线程已经觉醒，并争夺互斥体，这并不意味着它会得到下一个互斥体。互斥不一定公平已经要求它的所有线程。按照pthread_mutex手册页：“pthread_mutex_lock锁定给出互斥如果互斥锁是目前解锁，就变成由调用线程锁定和拥有，pthread_mutex_lock立即返回。”所以R-线程可以在其多次循环旋转，高高兴兴地解锁并通过调度被交换出去之前重新锁定互斥多次。这意味着S-线程只会在互斥得到一个机会，如果调度发生过程中，它已经发布了互斥的短暂时间中断R-主题。
要实现所需的输出，两个线程将需要控制它们的执行与病症和悬浮剂本身之前信号彼此。然而，这可能是也可能不是你真正想要与你的实际项目做什么。
另注：这其实并不重要，你在创造什么样的顺序线程创建一个线程不会产生创建线程。因此，主线程可能会创建两个线程都被安排之前，线程调度器可以自由地安排执行其中任何一个未来。如果S-还没有登录，您的平台上首次运行，这恰好是你的平台上实施的行为，是不是应该被依靠。
其他提示
我似乎记得读书的地方，pthread_cond_signal()实际上并没有导致线程立即产生。由于pthread_cond_signal()不解除锁定，调用它继续执行，直到它释放锁的线程，并且只的然后的它产生并允许信号线从pthread_cond_wait()返回。
如果是这样的话，那么我认为你的输出看起来像
s1
s2
r1
r2
s3
s4
s5
等....如果不是，你可能需要编辑的实际输出到你的问题得到一个准确的答案。
您是做了错误的使用条件。我不明白你想要什么，但你正在尝试做的看起来很像称为生产者/消费者问题可与条件像我一样后实施一个典型的同步问题。
您应该对此有看就懂的条件是如何使用的。 问题如下： 我有两个线程，一个将数据写入固定大小和从缓冲器另一读取数据的缓冲器。如果缓冲器满了第一线程不能写入更多的数据，如果所述缓冲器是空的第二不能读取。
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#define BUFFER_SIZE 4
int buffer_nb_entries = 0;
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
void send(){
for(;;){
pthread_mutex_lock(&mutex);
while( buffer_nb_entries == BUFFER_SIZE) /* If buffer is full, then wait */
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
/* Here I am sure that buffer is not full */
printf("sending\n");
buffer_nb_entries++;
pthread_cond_signal(&cond); // signal that the condition has changed.
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
}
void receive(){
for(;;){
pthread_mutex_lock(&mutex);
while(buffer_nb_entries == 0)
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
/* Here I am sure that buffer is not empty */
printf("receiving\n");
buffer_nb_entries--;
pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
}
int main(){
pthread_t s, r;
pthread_create(&s, NULL, (void *(*)(void*))send, NULL);
pthread_create(&r, NULL, (void *(*)(void*))receive, NULL);
pthread_join(s, NULL);
}
请注意，您必须测试的东西调用调用pthread_cond_wait（）之前，如果你不这样做，如果你的信号功能被称为前，那么你可能永远睡。
我觉得你的麻烦试图使用一个锁太多的东西进来。您应该只使用一个锁一样东西，这样，没有你在等待什么混乱。我建议增加对写信号的第二锁。此外，你应该添加第二个cond_wait的消息的第二分组。如果不这样做，那东西在运行的顺序是随机的。这里是我的编辑程序的版本：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#define NUM_MESSAGES 3
int messages = 0;
void * send_segments(void *);
void * recv_acks(void *v);
pthread_mutex_t lock_it = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_t write_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t write_cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
int main(int argc, char**argv)
{
pthread_t t_send_segments, t_recv_acks;
pthread_create(&t_send_segments, NULL, send_segments, (void*)NULL);
pthread_create(&t_recv_acks, NULL, recv_acks, (void*)NULL);
pthread_join(t_recv_acks, (void**)NULL);
pthread_join(t_send_segments, (void**)NULL);
//pthread_mutex_destroy(&lock_it);
//pthread_cond_destroy(&write_it);
}
void* send_segments(void *v) {
for(;;) {
pthread_mutex_lock(&lock_it);
printf("s1\n");
printf("s2\n");
pthread_mutex_unlock(&lock_it);
// wait for other thread
pthread_mutex_lock(&write_mutex);
pthread_cond_wait(&write_cond, &write_mutex);
pthread_mutex_unlock(&write_mutex);
pthread_mutex_lock(&lock_it);
printf("s3\n");
printf("s4\n");
printf("s5\n");
pthread_mutex_unlock(&lock_it);
// wait for other thread
pthread_mutex_lock(&write_mutex);
pthread_cond_wait(&write_cond, &write_mutex);
pthread_mutex_unlock(&write_mutex);
if (messages > NUM_MESSAGES) return( NULL );
}
return 0;
}
void* recv_acks(void *v) {
for(;;) {
// write first response
pthread_mutex_lock(&lock_it);
printf("r1\n");
pthread_mutex_unlock(&lock_it);
// signal other thread
pthread_mutex_lock(&write_mutex);
pthread_cond_signal(&write_cond);
pthread_mutex_unlock(&write_mutex);
// write second response
pthread_mutex_lock(&lock_it);
printf("r2\n\n");
// increment count before releasing lock, otherwise the other thread
// will be stuck waiting for a write_cond signal
messages++;
pthread_mutex_unlock(&lock_it);
// signal other thread
pthread_mutex_lock(&write_mutex);
pthread_cond_signal(&write_cond);
pthread_mutex_unlock(&write_mutex);
if (messages > NUM_MESSAGES) return(NULL);
}
return 0;
}
如果我运行此程序时，得到下面的输出（请注意，我添加了第二新行R2后，为了清楚起见）：
leif@indurain:~/tmp$ ./test
s1
s2
r1
s3
s4
s5
r2
s1
s2
r1
s3
s4
s5
r2
s1
s2
r1
s3
s4
s5
r2
s1
s2
r1
s3
s4
s5
r2
leif@indurain:~/tmp$
