C 对如何初始化和实现 pthread 互斥体和条件变量感到困惑

Question

我对如何初始化和实现 pthread 互斥锁和条件变量有点困惑。该程序的目标是让生产者在队列中放置一定数量的整数，而消费者将整数从队列中取出。我还必须能够定义创建的生产者和消费者线程的数量。在入门代码中，我给出了这些:

// Locks & Condition Variables
pthread_mutex_t lock; // Lock shared resources among theads
pthread_cond_t full;  // Condition indicating queue is full
pthread_cond_t empty; // Condition indicating queue is empty

作为共享资源。在 //TODO在 main 方法中添加注释，其中一个步骤是初始化锁和条件变量。我对 pthread 互斥体和条件的理解非常薄弱，所以我会说:

lock = PTHREAD_MUTEX_INIT;
full = PTHREAD_MUTEX_INIT;
empty = PTHREAD_MUTEX_INIT;

在消费者和生产者方法中，我会通过说来调用锁:

pthread_mutex_lock(&lock);

和

pthread_cond_wait(&full, &lock);

?

我的代码现在有很多问题，所以我想至少在进一步调试之前确保我正确使用了互斥锁和条件。提前致谢!

Answer 1

如果您想使用 PTHREAD_XXX_INITIALIZER宏，您应该在变量声明中使用它们。也可以使用 PTHREAD_COND_INITIALIZER对于条件变量:

// Locks & Condition Variables
pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; // Lock shared resources among theads
pthread_cond_t full  = PTHREAD_COND_INITIALIZER;  // Condition indicating queue is full
pthread_cond_t empty = PTHREAD_COND_INITIALIZER; // Condition indicating queue is empty

以后不要使用这些宏来初始化互斥锁或条件变量。如果您需要稍后执行(例如，如果对象是动态分配的)，请使用适当的 init 函数:

pthread_mutex_init( &lock, NULL);
pthread_cond_init( &full, NULL);
pthread_cond_init( &empty, NULL);

要检查条件变量，您必须使用循环以避免虚假解除阻塞，并且您必须在以下情况下锁定互斥锁:

检查条件

更改指示当前条件的状态

调用 pthread_cond_wait()

因此，等待空状态的任何内容可能如下所示:

pthread_mutex_lock(&lock);
while (!isEmpty) {
    pthread_cond_wait(&empty, &lock);
}

// isEmpty is non-zero and the lock is held

无论是什么信号表明某物是空的，可能看起来像:

pthread_mutex_lock(&lock);

// ...
// we have emptied the queue while holding the lock

isEmpty = 1;
pthread_mutex_unlock(&lock);
pthread_cond_signal(&empty);