c++ - 条件变量 - 等待/通知竞争条件

Question

我将首先展示一些代码，因为这样解释起来更容易。假设互斥锁与条件变量正确使用以保持简单:

// Thread 1
while(1)
{
    conditionVariable.wait();
    // Do some work
}

// Thread 2
while(1)
{
    // Do some work
    conditionVariable.notify_one();
}

// Thread 3
while(1)
{
    // Do some work
    conditionVariable.notify_one();
}

我想实现的是当线程 2 或线程 3 通知时，保证线程 1 等待条件变量。就代码而言，notify_one() 和 wait() 之间存在很大差距，以注释标记的其他代码形式存在。这个差距意味着有时 notify_one() 在有机会调用 wait() 之前被调用。

经过一番思考，似乎我最接近的方法是在 notify_one() 和 wait() 之前(在线程 1 循环的开始)。然而，无论怎么做，互斥和wait()之间仍然有一个小间隙(1行代码)，允许线程2和3调用notify_one( ) 就在线程 1 调用 wait() 之前。这不太可能，但有可能。

我还考虑过使用 wait() 谓词来标记一个允许其他线程通知的 bool 值。我想这会起作用，因为 wait() 是原子的，但我想知道是否有更好的方法。也许我处理这个问题不正确。

总结:如何确保线程 1 在允许线程 2 和 3 通知之前等待？

Answer 1

简而言之:将条件变量视为一种通知其他线程某事已发生变化的方法，而不仅仅是一个信号。

为了做到这一点，条件变量应该伴随一个可以由接收线程处理的条件(简单示例:整数递增)。

现在，为了解决你的问题，线程 1 可以使用一个条件变量和一个就绪 bool 值来通知其他线程准备好接收条件变量信号，但是你最好先检查原始条件变量是否可以如此处所述使用。

基于问题的伪代码(仍然需要正确锁定 conditionVariable):

// Thread 1
while(1)
{
    lockReady();
    ready = true;
    unlockReady();
    readyCV.notify_one();
    conditionVariable.wait();

    // Do some work
}

// Thread 2
while(1)
{
    lockReady();
    while (! ready) readyCV.wait();
    ready = false;
    unlockReady();
    // Do some work
    conditionVariable.notify_one();
}

// Thread 3
while(1)
{
    lockReady();
    while (! ready) readyCV.wait();
    ready = false;
    unlockReady();
    // Do some work
    conditionVariable.notify_one();
}

另见 my previous answer