c - futex 在这种情况下如何工作？

Question

我有一个futex的示例代码。但是我无法理解代码流程....

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <linux/futex.h>
#include <syscall.h>
#include <unistd.h>

#define NUM 50

int futex_addr;

int futex_wait(void* addr, int val1){
  return syscall(SYS_futex,&futex_addr,val1, NULL, NULL, 0);
}
int futex_wake(void* addr, int n){
  return syscall(SYS_futex, addr, FUTEX_WAKE, n, NULL, NULL, 0);
}

void* thread_f(void* par){
        int id = (int) par;

    /*go to sleep*/
    futex_addr = 0;
    futex_wait(&futex_addr,0);

        printf("Thread %d starting to work!\n",id);
        return NULL;
}

int main(){
        pthread_t threads[NUM];
        int i;

        for (i=0;i<NUM;i++){
                pthread_create(&threads[i],NULL,thread_f,(void *)i);
        }

        printf("Everyone wait...\n");
        sleep(1);
        printf("Now go!\n");
    /*wake threads*/
    futex_wake(&futex_addr,50);

    /*give the threads time to complete their tasks*/
        sleep(1);


    printf("Main is quitting...\n");
        return 0;
}

输出是这样的:

Everyone wait...
Now go!
Thread 0 starting to work!
Thread 1 starting to work!
Thread 2 starting to work!
Thread 3 starting to work!
Thread 4 starting to work!
Thread 5 starting to work!
Thread 6 starting to work!
Thread 7 starting to work
Thread 8 starting to work!
Thread 9 starting to work!
.
.
Main is quitting

这段代码实际表现如何？？

thread_f 函数的触发器是什么？？

wait & wake 在这里是如何工作的？？

Answer 1

1. 您创建了 50 个线程并将主线程置于休眠状态。
2. 在每个线程中，将 futex_addr 的值设置为零(冗余)。
3. 您调用 futex_wait 并使用该值的地址和零值参数。这意味着“阻止，如果我指向的值(仍然)真的是零”。
4. sys_futex 检查 &futex_addr 的值是否真的为零，这是阻塞线程的条件(这对于系统调用的正确操作很重要，否则 futex_wake 必须像 Windows 下的 NtReleaseKeyedEvent 一样阻塞)。当然，该值为零，这是任何线程曾经写入的所有内容，因此您的线程会阻塞。
5. 主线程最终从sleep返回并调用参数为50的futex_wake，这意味着“唤醒(最多)50个正在等待的线程&futex_addr”。因此，您所有的 50 个线程都在一个巨大的群中醒来。
6. 每个线程将一条消息写入 stdout(没有同步，因此您可能会看到乱码输出)并退出。
7. 主线程也退出了，没有加入线程或同步，但是由于第二次调用 sleep，它很可能会“正常工作”而不会发生坏事，无论如何(不是那个写这样的代码是件好事!)。

请注意，这种唤醒 N 线程的方法有效，但不鼓励使用(很像一开始就使用 futex 也是不鼓励的) ).通常，您只想唤醒一个线程(使用 1)或所有线程(使用 INT_MAX)。