条件变量信号

Posted 2023-02-16

【中文标题】条件变量信号

【英文标题】：condition variables signaling

【发布时间】：2012-12-08 08:19:12

【问题描述】：

在此链接here 中，在增量函数中，条件变量在实际增加计数（从零开始）之前发出信号。增加计数后是否不应该调用信号？还是在 increment_function 中释放 mutex 之前，decrement_count 函数中的等待调用不会返回？

pthread_mutex_t count_lock;
pthread_cond_t count_nonzero;
unsigned count;

decrement_count()

    pthread_mutex_lock(&count_lock);
    while (count == 0)
        pthread_cond_wait(&count_nonzero, &count_lock);
    count = count - 1;
    pthread_mutex_unlock(&count_lock);


increment_count()

    pthread_mutex_lock(&count_lock);
    if (count == 0)
        pthread_cond_signal(&count_nonzero);
    count = count + 1;
    pthread_mutex_unlock(&count_lock);

【参考方案1】：

因为互斥锁，不管是在信号之前还是之后做都没有关系，因为在互斥锁解锁之前无法读取变量。

【讨论】：

所以在递减函数中的等待调用不会返回，直到条件变量发出信号并且互斥锁在递增函数中解锁？

对了，当进入cond wait时，它解锁了mutex，当它重新唤醒时，它再次锁定了mutex，所以因为在增量函数中锁住了mutex，所以cond不会醒来直到解锁。

【参考方案2】：

作为Troy says，在递增counter 之前向条件变量发出信号是可以的，因为这些操作都是在持有互斥体的情况下完成的。

但是，如果多个线程可以在decrement_count() 中等待，则此代码确实存在一个细微的错误。考虑两个线程在pthread_cond_wait() 中挂起的情况，count == 0。现在，increment_count() 被连续调用两次（可能由同一个线程调用）——count 应该是递增到2，但条件变量只发出一次信号。这意味着只有 一个 等待线程被唤醒，而另一个将无限期等待，即使 counter 不为零。

可以通过多种方式修复此错误：

在increment_count() 中将pthread_cond_signal() 替换为pthread_cond_broadcast()；或 在increment_count()中无条件调用pthread_cond_signal()；或 如果count 在decrement_count() 中递减后非零，则调用pthread_cond_signal()。

一般情况下，请记住使用pthread_cond_signal()而不是pthread_cond_broadcast()是一种优化，使用时应仔细分析算法是否仍然正确。