c - 了解 pthread

Question

我目前对为什么以下代码不会打印以下内容感到困惑:

My value is 0
My value is 1
My value is 2

每次我运行它时，我要么打印 1-2 行，要么什么都没有，程序会一直等待，直到我按 ctrl-c。我觉得这可能与我在 3 个不同线程中使用相同的条件变量和互斥量有关，这是否正确？非常感谢任何解释。

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <assert.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

struct id_holder
{
 int id;
};

pthread_mutex_t intersectionMutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t directionCondition = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
struct id_holder * holder;

void * logic(void* val)
{
  struct id_holder * id_struct = (struct id_holder *) val;

  pthread_cond_wait(&directionCondition, &intersectionMutex);
  printf("My value is %d\n", id_struct->id);
  free(id_struct);
  return NULL;
}

int main(void)
{
     pthread_t threads[3];

     for(int i = 0; i <3; i++)
     {
       holder = (struct id_holder *) malloc(sizeof(struct id_holder));
       holder->id = i;
       pthread_create(&threads[i], NULL, logic, holder);
     }

     for(int i = 0; i < 3; i++)
     {
       sleep(1);
       pthread_cond_signal(&directionCondition);
     }

     for(int i = 0; i < 3; i++)
     {
       pthread_join(threads[i], NULL);
     }

     return 0;
}

Answer 1

当条件被等待或发出信号时，它必须在锁下完成，否则行为是不可预测的，因为它可能进入竞争条件。因此，您的代码应如下所示:

pthread_mutex_lock(&intersectionMutex);
pthread_cond_wait(&directionCondition, &intersectionMutex);
pthread_mutex_unlock(&intersectionMutex);

对于 main 也是如此(如果你愿意，你可以将锁移到循环之外):

for(int i = 0; i < 3; i++) {
    sleep(1);
    pthread_mutex_lock(&intersectionMutex);
    pthread_cond_signal(&directionCondition);
    pthread_mutex_unlock(&intersectionMutex);
}

代码仍然不是 100% 安全的，因为主线程可以在子线程调用等待之前发出条件信号。尽管由于 main 函数中的 sleep() 而在这里发生这种情况的可能性很小，但通常应该有一个变量来标识是否确实需要等待。换句话说，条件不是队列，但可以用来创建队列。