c - C-pthread条件变量

Question

所以我有一个while循环，它可以处理多个线程，并且我希望只要所有线程都在工作，它就可以工作，例如:

while(*threads are working*) {
 pthread_mutex_lock 
 if(stack is not empty) {
     pthread_cond_broadcast
     *critical work*
     pthread_mutex_unlock
 }
 else {
     pthread_cond_wait
     pthread_mutex_unlock
 }

我基本上希望运行这个while循环，直到所有线程都检查了堆栈是否为空并在其他情况下正在等待。非常欢迎所有提示，谢谢。

Answer 1

请记住，条件变量只是表示封闭程序中的某些条件已发生变化。使用条件变量时，最重要的事情是了解该条件是什么并确保对其进行正确建模。条件通常也称为谓词。

在您的情况下，您的线程既充当共享堆栈上工作的生产者又充当消费者。如果线程用尽了工作，它将进入等待状态，只有在满足以下条件之一时才应从该状态返回:

其他一些线程将工作压入堆栈。在这种情况下，您希望您的线程醒来以帮助新近完成的工作。

所有线程都已进入等待状态。在那种情况下，没有更多的工作了，并且由于所有线程都已完成，因此不会再有任何工作被压入堆栈。

这两个条件的析取构成您的谓词。

第一个条件已经在程序中建模，因为您可以简单地检查堆栈以找出是否有任何新工作可用。但是，第二个条件不是。您无法检查当前处于等待状态的线程数。

解决方案是对该条件也进行建模，这可以通过引入一个计数器轻松完成:

int threads_waiting = 0;
while(true) {
  pthread_mutex_lock 
  if(stack is not empty) {
    *critical work*
    if(i_pushed_some_work_on_the_stack) {
      pthread_cond_broadcast   // wake up any threads that have gone to sleep
                               // because the stack ran out of work
    }
    pthread_mutex_unlock
  } else {
    ++threads_sleeping
    if(threads_sleeping == number_of_threads) {
      pthread_cond_broadcast     // wake up any threads waiting for
                                 // the last thread to finish                  
      pthread_mutex_unlock       // ... and we're done!
      return
    }
    while(true) {
      pthread_cond_wait
      if(stack is not empty) {
        // there is more work available; continue outer loop
        --threads_sleeping
        break;
      } else if(threads_sleeping == number_of_threads) {
        // everybody is done, so let's return
        pthread_mutex_unlock
        return
      } else {
        // spurious wakeup; go back to sleep
      }
    }
    pthread_mutex_unlock
}

请注意，只要谓词发生变化，我们如何调用 pthread_cond_broadcast，从 pthread_cond_wait返回后，我们将检查封闭条件以弄清楚下一步该怎么做。