多个生产者/消费者和关键部分代码问题

Question

我在C中尝试多个生产者/消费者问题，但它没有按预期工作。以下是一些伪代码来表示我的实现。

Thread thread1;
Thread thread2;
Thread thread3;

Data data1;
Mutex data1_mutex;
Semaphore data1_empty;
Semaphore data1_fill;

Data data2;
Mutex data2_mutex;
Semaphore data2_empty;
Semaphore data2_fill;

thread1()
{
   // creates data and places it into data1.

   wait(data1_empty);
   lock(data1_mutex);

   // critical section

   unlock(data1_mutex);
   post(data1_fill);
}

thread2()
{
   // Removes data from data1, processes it, and places it into data2.

   // data1
   wait(data1_fill);
   lock(data1_mutex);

   // data2
   wait(data2_empty);
   lock(data2_mutex);

   // critical section

   // data2
   unlock(data2_mutex);
   post(data2_fill);

   // data1
   unlock(data1_mutex);
   post(data1_empty);
}

thread3()
{
   // Removes data from data2, prints its results, and removes it.

   wait(data2_fill);
   lock(data2_mutex);

   // critical section

   unlock(data2_mutex);
   post(data2_empty);
}

但是，使用此解决方案，data1将填满，但thread2将锁定并且永不运行。我的实施有问题吗？

编辑＃1

我发现的一个问题是我的第二个互斥锁没有正确创建。我不知道它有什么问题所以我只是为所有线程使用第一个互斥锁。我还有其他一些工作要做，所以我会更新我的伪代码，以便在我有一分钟后再反映这一点。

Answer 1

请务必先发布 data1_empty 和 data2_empty 。

Answer 2

如果对 Data 使用某种排队类型，则应该能够删除“空”＆完全信号量，除非你试图强加每个 Data 队列深度严格为0或1的条件。如果你在 thread2 中使用局部变量，你可以减少关键部分的大小。

然后代码变成这样：

thread1() {
    //Wait for data to put in the queue (i.e. a blocking socket read)
    lock(data1_mutex);
    data1.push(someData);
    unlock(data1_mutex);
    post(data1_fill);
}

thread2() {
    DataType dataElement;
    wait(data1_fill);
    lock(data1_mutex);
    dataElement = data1.pop();
    unlock(data1_mutex);

    lock(data2_mutex);
    data2.push(dataElement);
    unlock(data2_mutex);
    post(data2_fill);
}

thread3() {
    DataType dataElement;
    wait(data2_fill);
    lock(data2_mutex);
    dataElement = data2.pop();
    unlock(data2_mutex);
    //do something with dataElement here
}

Answer 3

什么争吵的人说，并且在等待data_2_empty时尽量不要为data_1保持锁定。您可以通过为换出的data_1和data_2保留备用缓冲区来实现此目的。 Thread_2在将data_1处理为data_2时交换data_1，thread_3在处理data_2时交换data_2。您当前的伪代码将允许线程1和线程3同时运行，但它不允许线程2与其他任何一个同时执行。