如何让线程按特定顺序执行？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何让线程按特定顺序执行？

【英文标题】：How to get threads to execute in a certain order?

【发布时间】：2014-03-07 20:37:03

【问题描述】：

我查阅的几乎所有资源都谈到了如何强制互斥，或处理生产者/消费者问题。

问题是我需要让某些线程在其他线程之前执行，但不知道如何。我正在尝试使用信号量，但并没有真正看到它们对我的情况有何帮助。

我有

一个读线程， N 个搜索线程，以及 写线程。

读取线程用数据填充缓冲区，然后搜索线程解析数据并将其输出到不同的缓冲区，然后写入线程将其写入文件。

知道我将如何实现这一点吗？

如果有人认为有帮助，我可以发布我目前拥有的代码。

【问题讨论】：

这正是信号量的一般用途，你确定你对它们的工作原理和作用有很好的了解吗？

如果您有一个线性程序逻辑并且不希望您的线程同时运行，为什么要将您的代码拆分成单独的线程？

我的想法是将信号量初始化为负数（搜索线程数），然后让每个搜索线程在完成时发出信号以增加信号量。写线程将等待信号量为零，因此当所有搜索线程完成时它会唤醒。但显然你不能将信号量初始化为负值。

搜索线程确实同时运行，我只需要在写线程从缓冲区读取之前完成它们。

确实如此。信号量的计数存储在不能低于 0 的 unsigned int 中

【参考方案1】：

我认为您正在寻找的是monitor

【讨论】：

一些附加信息here

在此处发布一些信息可能会有所帮助，但链接仍然存在

嗯，我真的不认为需要 C&P ***或内部 SO 链接。回到问题，你可以修改监视器的行为，允许多个消费者访问数据，但在生产者需要访问时阻止所有消费者。

【参考方案2】：

我会使用一些条件变量。

您已读取缓冲区。应该是两个吧。如果搜索线程很慢，您希望读取等待而不是使用缓冲区上的所有内存。

所以：一个 read_ready 条件变量和一个 read_ready_mutex。当有打开的缓冲区时设置为 true。

下一步：一个 search_ready 条件变量和一个 search_ready_mutex。当有完整的读取缓冲区时设置为 true。

下一步：一个 write_ready 变量和一个 write_ready 互斥锁。当写入线程有工作要做时设置为 true。

您可以使用准备好的缓冲区数量的整数，而不是 true/false。只要您在互斥锁被持有时验证条件，并且只在互斥锁被持有时修改条件，它就会起作用。

【参考方案3】：

[评论太长]

将其简化为两个假设：

在读取完成之前无法进行 Searchig。 在搜索完成之前无法写入。

我总结：

不要使用线程进行读写，而是从主线程进行。 只需使用线程并行执行搜索即可。

【参考方案4】：

一般来说，当我们不关心执行的顺序时，会精确地使用线程。 如果要按顺序执行某些语句 S1、S2、...、SN，则将它们连接到由单个线程运行的程序中： S1; S2; ...;序列号。

您描述的具体问题可以通过称为屏障的同步原语（实现为 POSIX 函数 pthread_barrier_wait）来解决。

屏障用一个数字初始化，屏障计数为 N。调用屏障等待操作的线程被挂起，直到 N 个线程累积。然后他们都被释放了。其中一个线程收到一个返回值，告诉它它是“串行线程”。

例如，假设我们有 N 个线程执行此读取、并行处理和写入序列。它是这样的（伪代码）：

i_am_serial = barrier.wait();  # at first, everyone waits at the barrier

if (i_am_serial)               # serial thread does the reading, preparing the data
  do_read_task(); 

barrier.wait();                # everyone rendezvous at the barrier again

do_paralallel_processing();    # everyone performs the processing on the data

i_am_serial = barrier.wait();  # rendezvous after parallel processing

if (i_am_serial)
  do_write_report_task();      # serialized integration and reporting of results