POSIX C 线程。 pthread_cond_t 示例。没有达到预期效果

Question

我写了一个程序，但它没有按我的预期工作。 我有两个线程：

thread

触发

func

和

anotherThread

触发

anotherFunc

。我想做的是当

cont

达到

10

中的值

func

时，使用

anotherThread

和

pthread_cond_wait

触发

pthread_cond_signal

。奇怪的是，如果我取消注释

sleep(1)

行，一切都会正常。我是线程新手，我正在遵循教程here，如果我评论示例中的

sleep

行，它也会中断。

我的问题是如何在没有任何

sleep()

调用的情况下完成这项工作？如果在我的代码中，

func

在

pthread_mutex_lock

之后到达

anotherFunc

，会发生什么？我怎样才能控制这些事情？这是我的代码：

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

pthread_mutex_t myMutex;
pthread_cond_t cond;
pthread_attr_t attr;

int cont;

void *func(void*)
{
    printf("func\n");

    for(int i = 0; i < 20; i++)
    {
        pthread_mutex_lock(&myMutex);

        cont++;
        printf("%d\n", cont);
        if(cont == 10)
        {
            printf("signal:\n");
            pthread_cond_signal(&cond);
//            sleep(1);
        }
        pthread_mutex_unlock(&myMutex);
    }
    printf("Done func\n");

    pthread_exit(NULL);
}

void *anotherFunc(void*)
{
    printf("anotherFunc\n");
    pthread_mutex_lock(&myMutex);
    printf("waiting...\n");

    pthread_cond_wait(&cond, &myMutex);
    cont += 10;
    printf("slot\n");

    pthread_mutex_unlock(&myMutex);
    printf("mutex unlocked anotherFunc\n");
    printf("Done anotherFunc\n");

    pthread_exit(NULL);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    pthread_t thread;
    pthread_t anotherThread;

    pthread_attr_init(&attr);
    pthread_mutex_init(&myMutex, NULL);
    pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);
    pthread_cond_init(&cond, NULL);

    pthread_create(&anotherThread, &attr, anotherFunc, NULL);
    pthread_create(&thread, &attr, func, NULL);

    pthread_join(thread, NULL);
    pthread_join(anotherThread, NULL);

    printf("Done MAIN()");

    pthread_mutex_destroy(&myMutex);
    pthread_cond_destroy(&cond);
    pthread_attr_destroy(&attr);


    pthread_exit(NULL);
    return 0;
}

很抱歉这篇文章很长，但我是线程新手，我愿意学习。 我想学习创建一个聊天客户端，我听说我必须了解线程和网络。问题是我什至不知道我学到的东西是否可以 - 因为我不知道我必须知道什么。

非常感谢你:)

Answer 1

您的

anotherThread

只是调用

pthread_cond_wait

，而不首先测试所需的条件（计数器达到十）是否已经发生。这是不正确的逻辑，会导致丢失唤醒问题：这是一个反复出现的错误的名称，它困扰着错误编写的多线程程序。

条件变量是无状态的。如果在当前没有线程等待的情况下调用

pthread_cond_signal

或

pthread_cond_broadcast

，则该操作无效。它不被记住。 因此，您的信号线程可以非常快速地计数到

10

，并在另一个线程到达

pthread_cond_wait

调用之前向条件变量发出信号。

你需要绕一圈

pthread_cond_wait

。必须检查条件是否已为真，以便线程不会等待已经发生的唤醒。它应该是一个循环，因为唤醒可能是虚假的：仅仅因为线程通过

pthread_cond_wait

并不意味着条件实际上为真：

while (cont < 10)
  pthread_cond_wait(&cond, &myMutex);

此外，不需要仅仅为了使线程可连接而创建线程属性。这是当您对创建属性使用空指针时的默认情况。 POSIX 线程是可连接的，除非创建为分离的，或者使用

pthread_detach

转换为分离的。

另一件事：只要有可能，就避免在持有互斥锁时调用

pthread_cond_signal

。这并没有错，但可能很浪费，因为该操作实际上可能必须调用操作系统内核来唤醒线程，因此您在整个系统调用中都持有这个昂贵的互斥锁（当您真正需要它时）正在保护一些与应用程序中的共享数据一起使用的机器指令）。

Answer 2

我不知道你的实际问题是什么（当它不起作用时会发生什么？）..

我发现一个主要问题，你没有处理虚假唤醒。

您需要一些东西来表明条件确实为真，例如使用布尔变量：

初始化：

signaled = false;

信号：

signaled = true;
pthread_cond_signal(&cond);

接收：

while (!signaled)
   pthread_cond_wait(&cond, &myMutex);

Answer 3

您想要的是信号量而不是条件变量。

信号量维护状态并对其进行计数 wait() 和 Signals()。
它通常使用条件变量来实现。

查看这里，了解一个简单的实现。

Answer 4

这只是一个想法，但您也可以使用信号量来进行“触发”。我记得我不久前从事的一个项目，我们所做的是，当我们的一个线程等待被触发（使用 sem_wait）时，它只会等待无限的时间来尝试获取锁（因此被取消）调度程序的过程并节省宝贵的周期）。一旦主线程完成计算，它将释放信号量，允许第二个线程进行计算。

这只是一个不同的选择。