c - 什么是干净/可靠地关闭使用 pthread 屏障进行同步的线程的好策略？

Question

我有一个基于 pthread 的多线程程序，它有四个线程无限期地执行这个运行循环(伪代码):

while(keepRunning)
{
   pthread_barrier_wait(&g_stage_one_barrier);

   UpdateThisThreadsStateVariables();  

   pthread_barrier_wait(&g_stage_two_barrier);

   DoComputationsThatReadFromAllThreadsStateVariables();
}

这非常有效，因为在第一阶段每个线程都会更新自己的状态变量，这没关系，因为在第一阶段没有其他线程正在读取任何其他线程的状态变量。然后在第二阶段，就线程读取彼此的状态而言，这是一个混战，但这没关系，因为在第二阶段没有线程修改其本地状态变量，因此它们实际上是只读的。

我唯一剩下的问题是，当我的应用程序需要退出时，我如何干净可靠地关闭这些线程？ (我所说的“干净可靠”是指不引入潜在的死锁或竞争条件，理想情况下无需发送任何 UNIX 信号来强制线程退出 pthread_barrier_wait() 调用)

我的 main() 线程当然可以为每个线程将 keepRunning 设置为 false，但是它如何让 pthread_barrier_wait() 为每个线程返回？ AFAICT 让 pthread_barrier_wait() 返回的唯一方法是让所有四个线程的执行位置同时在 pthread_barrier_wait() 中，但是当某些线程可能已经退出时，这很难做到。

调用 pthread_barrier_destroy() 似乎是我想要做的，但是当任何线程可能正在等待屏障时调用 pthread_barrier_destroy() 是未定义的行为。

这个问题是否有众所周知的解决方案？

Answer 1

有两个标志并使用类似下面的东西应该可以工作:

for (;;)
{
    pthread_barrier_wait(&g_stage_one_barrier);           +
                                                          |
    UpdateThisThreadsStateVariables();                    |
                                                          |
    pthread_mutex_lock(&shutdownMtx);                     | Zone 1
    pendingShutdown = !keepRunning;                       |
    pthread_mutex_unlock(&shutdownMtx);                   |
                                                          |
    pthread_barrier_wait(&g_stage_two_barrier);           +
                                                          |
    if (pendingShutdown)                                  |
        break;                                            | Zone 2
                                                          |
    DoComputationsThatReadFromAllThreadsStateVariables(); |
}

shutdownMtx 也应该保护 keepRunning 的设置，尽管它没有显示。

逻辑是，当 pendingShutdown 设置为 true 时，所有线程都必须在 Zone 1 内。 (即使只有一些线程看到 keepRunning 为 false 也是如此，因此在 keepRunning 上的比赛应该没问题。)都会到达pthread_barrier_wait(&g_stage_two_barrier)，然后在进入Zone 2时全部爆发。

还可以检查 PTHREAD_BARRIER_SERIAL_THREAD——它由 pthread_barrier_wait() 返回，只针对其中一个线程——并且只进行锁定和更新该线程中的 pendingShutdown，这可以提高性能。