pthread_mutex_lock 是不是有happens-before语义

Posted 2023-02-22

【中文标题】pthread_mutex_lock 是不是有happens-before语义

【英文标题】：Does pthread_mutex_lock have happens-before semanticspthread_mutex_lock 是否有happens-before语义

【发布时间】：2015-07-21 14:20:47

【问题描述】：

threadA通过这个sn-p

    global_a = 100;  // 1
    
        pthread_mutex_lock(&b_mutex)
                ...
        pthread_mutex_unlock(&b_mutex)
      // 2

threadB经过这个sn-p

    
        pthread_mutex_lock(&b_mutex)
                ...
        pthread_mutex_unlock(&b_mutex)
      // 3

    int tmp = global_a; // 4

并假设从观察者的角度来看，执行顺序确实是

线程A --- 1 线程A --- 2 线程B --- 3 线程B --- 4

threadB "int tmp = global_a;" 的代码可以看到 "global_a = 100;" 的 threadA 设置了什么吗？

欢迎提出任何建议。

【参考方案1】：

pthread_mutex_lock 不会阻止 previous 指令在它之后排序。

类似地，pthread_mutex_unlock 不会阻止 followed 指令在它之前排序。

但是：

在线程A中global_a = 100 之前发生 pthread_mutex_unlock(&b_mutex)。

在线程 B pthread_mutex_lock(&b_mutex) 之前发生 int tmp = global_a;。

如果你观察

pthread_mutex_unlock(&b_mutex) 在线程A 之前发生 pthread_mutex_lock(&b_mutex) 在线程B。

（换句话说，线程B在线程A释放它之后获取锁），然后

global_a = 100; 在线程A 之前发生 int tmp = global_a; 在线程B。所以，最后一个看到第一个的效果。

POSIX 标准是怎么说的：

关于 POSIX 标准中的同步细节，我找到的唯一参考（以及其他参考）是关于 Memory Synchronization 的简短章节。它说pthread_mutex_lock（和其他一些功能）

相对于其他线程同步内存

有人将此解释为 完全内存屏障 保证，其他人（和我）更喜欢考虑一些 经典 保证，当锁定和等待操作提供 内存获取 语义，解锁和通知 - 内存释放 语义。参见，例如，这个mail。

POSIX 中没有 happens-before 术语。但它可以像往常一样定义，考虑到内存顺序保证（在一个人的解释中）。

【讨论】：

证明很好，但是 happens-before 和 happens-before 的 transitiviy 的定义在哪里与pthread_mutex_lock 和pthread_mutex_unlock？我有谷歌它，但没有。你能给我一些关于它的参考吗？

我在答案中添加了一些参考资料。 POSIX 没有定义 happens-before 术语，但可以根据内存顺序保证来定义。

【参考方案2】：

如果你能保证执行顺序——当是。如果你能保证执行顺序，你甚至不需要在某些架构上加锁。

Lock 实际上做了三件事： 1. 不允许不同的代码同时执行。看。这里没有提到内存。它只是保证不同线程中的代码不会同时执行。 2. 在某些架构上，它会插入缓存一致性指令。这迫使多个处理器系统将数据刷新到真实内存中。但是您现在不应该担心这种情况，因为“如果对同一内存位置的所有写入都以某种顺序执行，则多处理器是缓存一致的” 3. 插入内存​​屏障指令。它是针对处理器的，告诉它不要弄乱执行顺序。

你的编译器也可能会刹车。因此，将您的变量声明为 volatile。

【讨论】：

最后加上“所以将你的变量声明为 volatile。”，你的意思是也许 threadB “int tmp = global_a;” 无法查看“global_a = 100;”处的线程A设置了什么