c - 如何确保pthread_cond_wait()不会丢失任何pthread_cond_signal()？

Question

我有一个读取线程和多个写入线程，如下所示。
读线程:

pthread_mutex_lock(mutex);
while(1){
   pthread_cond_wait(cond, mutex);
   switch(state){
   //do something
   }
}
pthread_mutex_unlock(mutex);

写线程1:

pthread_mutex_lock(mutex);
state = work;
pthread_cond_signal(cond);
//do something
pthread_mutex_unlock(mutex);

写线程2:

pthread_mutex_lock(mutex);
state = lunch;
pthread_cond_signal(cond);
//do something
pthread_mutex_unlock(mutex);

假设 state是共享变量，并且读取线程在所有写入线程之前进入等待状态。
假设两个写线程尝试同时获取 mutex，而write1获取 mutex并发送 cond。目前，write2和read线程均已锁定在 mutex上，据我所知，没有线程优先于 mutex，因此我们无法确定write1何时释放readt会获取它的 mutex，这将导致信号丢失和状态被覆盖。
我在这里有两个问题:

我的理解正确吗，以上情况是可能的吗？

如果是这样，如何确保代码中没有信号丢失？

Answer 1

1. Is my understanding correct, that the above situation is possible?

是的，你是对的。

2. If so, how do I make sure that no signal is missed in my code.

如果要确保“读取线程”注意到变量 state的每次更改，那么必须确保在“读取线程”确认之前，没有“写入线程”会更改变量 state。例如，您可以使“读取线程”读取 state的值，然后将该变量设置为特殊值，以向“编写者线程”指示 state现在可以被新值覆盖。
但是，这意味着不仅“读取线程”必须等待“写入线程”，而且“写入线程”还必须等待“读取线程”。这是 producer-consumer problem。一种典型的解决方案是使用两个条件变量而不是一个:

一个用于“写线程”的属性，用于向“读线程”指示已准备好读取新数据。

一个“读取器线程”，用于指示“写入器线程”现在可以写入新数据。

为了最大程度地减少相互等待的线程，您可能希望允许一次将多于一组的数据存储在程序中，例如，通过实现一个队列。