让线程等待值在内存中更改的有效方法？

Posted 2021-04-01

出于某些愚蠢的原因，我的（GNU / Linux）机器上有一块硬件只能通过向内存写入值来传达某种情况。假设通过一些魔术，硬件写入的内存区域对于我正在运行的进程是可见的。现在，我希望在该进程中有一个线程跟踪该值，并在更改后尽快执行 - 执行一些代码。但是，对我来说更重要的是线程不浪费CPU时间而不是绝对最小化响应延迟。所以 - 没有忙着等待一个不稳定的......

我应该如何做到这一点（使用现代C ++）？

笔记：

• 我不介意涉及原子或同步机制的解决方案（事实上，这可能是更可取的） - 只要你记住硬件不支持主机内存上的原子操作 - 它执行普通写操作。
• 硬件写入的值可以是我喜欢的值，也可以是它写入的内存位置中的初始值。
• 我使用C ++ 11，因为它是Modern C ++的流行标签，但实际上，C ++ 14很棒，C ++ 17也没问题。另一方面，即使是基于C的解决方案也可以。

答案

所以，天真的事情就是非忙碌的睡觉，例如：

volatile int32_t* special_location = get_special_location();
auto polling_interval_useconds = perform_tradeoff_between_accuracy_and_cpu_load();
auto polling_interval = std::chrono::microseconds(interval_in_usec);

while(should_continue_polling()) {
    if (*special_location == HardwareIsDone) { 
         do_stuff();
         return;
    }
    std::this_thread::sleep_for(polling_interval); 
}

另一答案

这通常是通过std::condition_variable完成的。

...只要你记住硬件不支持主机内存上的原子操作 - 它执行普通写操作。

在这种情况下，std::atomic的实现可能会回归到互斥体

UPD - 可能的实现细节：假设您有以下形式的某些数据结构：

struct MyData {
    std::mutex mutex;
    std::condition_variable cv;
    some_user_type value;
};

并且您可以从多个进程访问它。编写器进程覆盖值并通过cv通知notify_one，waits上的读取器进程cv有点类似于忙等待方式，但是等待持续时间的线程收益。我可以添加的所有其他内容已经存在于所引用的示例中。