我们应该使用带有信号量的互斥量来进行正确的同步并防止竞争条件吗?

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了我们应该使用带有信号量的互斥量来进行正确的同步并防止竞争条件吗?相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

我试图看到竞争条件发生在消费者 - 生产者问题中,所以我创造了多个生产者和多个消费者。

据我所知,我需要提供信号量的互斥量:Mutex用于竞争条件,因为多个生产者可以同时访问缓冲区。然后数据可能已损坏。

并且信号量在生产者和消费者之间提供信号

这里的问题是,当我不使用互斥锁时,同步正确发生(我只使用信号量)。我的理解是正确的,或者在下面的代码中有什么不对的地方:

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <semaphore.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int buffer;
int loops = 0;

sem_t empty;
sem_t full;
sem_t mutex; //Adding MUTEX

void put(int value) {
    buffer = value;       
}

int get() {
    int b = buffer;      
    return b;
}



void *producer(void *arg) {
    int i;
    for (i = 0; i < loops; i++) {
        sem_wait(&empty);

        //sem_wait(&mutex);
        put(i);
        //printf("Data Set from %s, Data=%d
", (char*) arg, i);
        //sem_post(&mutex);

        sem_post(&full);
    }
}

void *consumer(void *arg) {
    int i;
    for (i = 0; i < loops; i++) {
        sem_wait(&full);

        //sem_wait(&mutex);
        int b = get();
        //printf("Data recieved from %s, %d
", (char*) arg, b);
        printf("%d
", b);
        //sem_post(&mutex);

        sem_post(&empty);

    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc < 2 ){
        printf("Needs 2nd arg for loop count variable.
");
        return 1;
    }

    loops = atoi(argv[1]);

    sem_init(&empty, 0, 1); 
    sem_init(&full, 0, 0);    
    sem_init(&mutex, 0, 1);

    pthread_t pThreads[3];
    pthread_t cThreads[3];


    pthread_create(&cThreads[0], 0, consumer, (void*)"Consumer1");
    pthread_create(&cThreads[1], 0, consumer, (void*)"Consumer2");
    pthread_create(&cThreads[2], 0, consumer, (void*)"Consumer3");

    //Passing the name of the thread as paramter, Ignore attr
    pthread_create(&pThreads[0], 0, producer, (void*)"Producer1");
    pthread_create(&pThreads[1], 0, producer, (void*)"Producer2");
    pthread_create(&pThreads[2], 0, producer, (void*)"Producer3");


    pthread_join(pThreads[0], NULL);
    pthread_join(pThreads[1], NULL);
    pthread_join(pThreads[2], NULL);

    pthread_join(cThreads[0], NULL);
    pthread_join(cThreads[1], NULL);
    pthread_join(cThreads[2], NULL);

    return 0;
}
答案

我相信我已经解决了这个问题。这是正在发生的事情

初始化信号量时,将empty的线程数设置为1,将full设置为0

sem_init(&empty, 0, 1); 
sem_init(&full, 0, 0);    
sem_init(&mutex, 0, 1);

这意味着线程只有一个“空间”进入关键区域。换句话说,你的程序正在做什么

produce (empty is now 0, full has 1)
consume (full is now 0, empty has 0)
produce (empty is now 0, full has 1)
...

这就好像你有一个令牌(或者,如果你愿意,一个互斥体),并且你在消费者和生产者之间传递了这个令牌。这实际上是消费者 - 生产者问题的全部,只是在大多数情况下我们担心让几个消费者和生产者同时工作(这意味着你有多个令牌)。在这里,因为你只有一个令牌,你基本上拥有一个互斥锁会做什么。

希望它有帮助:)

以上是关于我们应该使用带有信号量的互斥量来进行正确的同步并防止竞争条件吗?的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Java 虚拟机:互斥同步锁优化及synchronized和volatile

Java虚拟机:十七互斥同步锁优化及synchronized和volatile

我们啥时候应该使用互斥锁,啥时候应该使用信号量

如何在c中正确同步多线程与互斥锁?

用信号量进程同步与互斥

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