c - 带有条件变量的简单生成器监控程序

Question

我创建了一个简单的程序，它使用条件变量在两个线程之间创建同步。我得到一个奇怪的输出，我似乎找不到解决方案。

程序做的是 ，在生成器线程中，生成 1000 个随机整数并检查它们是否是完全平方数。如果数字是一个完美的平方，那么它会向打印数字平方根的监视器线程发出信号。

问题我遇到的很可能是某种竞争条件，因为当发生器发出信号时，监视器根本没有打印出平方根。

奇怪的部分是当我在 gdb 中调试时 b 每次步进变量 is_square变化，问题不存在。

任何见解将不胜感激。我觉得这与我的互斥锁或条件的放置有关。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <pthread.h>
#include <time.h>

int square_root;
int is_square = 0;
int done = 0;
int count = 0; //used to count how many perfect squares generator_func finds
int count1 = 0; //used to compare how many responses monitor makes to signal
pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t mon;


void* generator_func(void* args){
  srand(time(NULL)); 
  int i, temp, sq;
  for(i = 0; i<1000; i++){
    temp = rand() % 10000;
    sq = sqrt((double)temp);
    if((pow(sq,2)) == temp){
      pthread_mutex_lock(&mutex);
      count++;
      square_root = sq;
      is_square = 1;
      fprintf(stderr, "Square root of %d is", temp);
      pthread_cond_signal(&mon);
      pthread_mutex_unlock(&mutex);
    } 
  }
  pthread_mutex_lock(&mutex);
  done = 1;
  is_square = -1;
  pthread_cond_signal(&mon);
  pthread_mutex_unlock(&mutex);
}


main(){
  pthread_t generator; //declare thread

  pthread_mutex_init(&mutex, NULL); //initialize mutex
  pthread_cond_init(&mon, NULL); //initialize condition variable


  pthread_create(&generator, NULL, generator_func, NULL); //create thread

  //monitor
  while(done != 1){
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    while(is_square == 0){
      pthread_cond_wait(&mon, &mutex);
    }
    if(is_square == 1 && done != 1){
      count1++;
      fprintf(stderr, " %d\n", square_root);
      is_square = 0;
    }
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
  }

  pthread_join(generator, NULL);

  printf("%d %d\n", count, count1); //shows inconsistency between generator and monitor
  pthread_mutex_destroy(&mutex);
  pthread_cond_destroy(&mon);
} 

Answer 1

小心使用条件变量。这里有一个大陷阱，它可能发生在您身上:如果在条件变量上调用信号但没有线程在等待它，信号就会丢失 .

我的猜测是，您的主线程无法在生成器线程调用信号时到达等待调用(在主线程到达等待时它可能会多次调用它)，这就是您丢失一些值的原因.

调试器不是检查这一点的好方法，因为它往往会使这些微妙的计时错误消失。

其他问题:

生成器可能会在主线程到达 while 之前完成。

done 应该是 volatile 因为它是跨线程修改的。