c++ - POSIX C 线程。 pthread_cond_t 示例。没有按预期工作

Question

我写了一个程序，但它没有像我预期的那样工作。我有两个线程:thread 触发 func 和 anotherThread 触发 anotherFunc。我想做的是当 cont 在 func 中达到值 10 时，使用 触发 anotherThread pthread_cond_wait 和 pthread_cond_signal。奇怪的是，如果我取消注释 sleep(1) 行，一切正常。我是线程的新手，我正在学习教程 here如果我在他们的示例中评论 sleep 行，它也会中断。

我的问题是如何在没有任何 sleep() 调用的情况下完成这项工作？如果在我的代码中 func 在 anotherFunc 之后到达 pthread_mutex_lock 会发生什么？我怎样才能控制这些东西？这是我的代码:

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

pthread_mutex_t myMutex;
pthread_cond_t cond;
pthread_attr_t attr;

int cont;

void *func(void*)
{
    printf("func\n");

    for(int i = 0; i < 20; i++)
    {
        pthread_mutex_lock(&myMutex);

        cont++;
        printf("%d\n", cont);
        if(cont == 10)
        {
            printf("signal:\n");
            pthread_cond_signal(&cond);
//            sleep(1);
        }
        pthread_mutex_unlock(&myMutex);
    }
    printf("Done func\n");

    pthread_exit(NULL);
}

void *anotherFunc(void*)
{
    printf("anotherFunc\n");
    pthread_mutex_lock(&myMutex);
    printf("waiting...\n");

    pthread_cond_wait(&cond, &myMutex);
    cont += 10;
    printf("slot\n");

    pthread_mutex_unlock(&myMutex);
    printf("mutex unlocked anotherFunc\n");
    printf("Done anotherFunc\n");

    pthread_exit(NULL);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    pthread_t thread;
    pthread_t anotherThread;

    pthread_attr_init(&attr);
    pthread_mutex_init(&myMutex, NULL);
    pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);
    pthread_cond_init(&cond, NULL);

    pthread_create(&anotherThread, &attr, anotherFunc, NULL);
    pthread_create(&thread, &attr, func, NULL);

    pthread_join(thread, NULL);
    pthread_join(anotherThread, NULL);

    printf("Done MAIN()");

    pthread_mutex_destroy(&myMutex);
    pthread_cond_destroy(&cond);
    pthread_attr_destroy(&attr);


    pthread_exit(NULL);
    return 0;
}

抱歉发了这么长的帖子，但我是线程的新手，我愿意学习。您还知道有关 Linux 线程和网络的一些很好的引用资料或类(class)/教程吗？我想学习创建一个聊天客户端，我听说为此我必须了解线程和网络。问题是我不知道我学到的东西是否还好，因为我不知道我必须知道什么。

非常感谢:)

Answer 1

您的 anotherThread 只是简单地调用 pthread_cond_wait，而没有首先测试所需的条件(计数器达到 10)是否已经发生。这是不正确的逻辑，会导致唤醒丢失问题:困扰错误编写的多线程程序的反复出现的错误的名称。

条件变量是无状态的。如果在当前没有线程等待的情况下调用 pthread_cond_signal 或 pthread_cond_broadcast，则该操作无效。它不记得了。因此，您的信号线程有可能很快计数到 10，并在另一个线程到达 pthread_cond_wait 调用之前向条件变量发出信号。

您需要围绕 pthread_cond_wait 进行循环。如果条件已经为真，则必须检查条件，以便线程不会等待已经发生的唤醒。它应该是一个循环，因为唤醒可能是虚假的:仅仅因为线程通过 pthread_cond_wait 并不意味着条件实际上是真的:

while (cont < 10)
  pthread_cond_wait(&cond, &myMutex);

另外，没有必要仅仅为了使线程可连接而创建线程属性。当您为创建属性使用空指针时，这是默认情况。 POSIX 线程是可连接的，除非创建为分离的，或者使用 pthread_detach 转换为分离的。

另一件事:只要有可能，避免在持有互斥锁时调用pthread_cond_signal。这并没有错，但它可能是一种浪费，因为该操作实际上可能必须调用操作系统内核来唤醒线程，因此您在整个系统调用中持有这个昂贵的互斥锁(当您真正需要它时)正在保护一些在您的应用程序中使用共享数据的机器指令)。