Question

这似乎应该是一个众所周知的问题，但我无法找到一个好的解决方案（无论是我的大脑还是互联网）。

首先，我们来看一个非常简单的例子：

mutex request  <-- init to 0
mutex response <-- init to 0

Service thread (Guy S):
    while not finished
        wait(request)
        do stuff
        signal(response)

Someone requestion service (Guy U):
    signal(request)
    wait(response)
    do stuff with results

到目前为止一切顺利。 U（用户）发出S（服务）信号，并等待其响应。一切都很好。

现在想象一下，如果有很多用户，请求相同的服务。现在，服务的性质使得结果随时间变化（更准确地说是周期性的）。因此，如果10个用户同时要求或多或少服务，则该服务只能安全运行一次。

首先想到的是：

Guy S:
    while not finished
        wait(request)
        do stuff
        trywait(request)
        broadcast(response)

Guy U:
    signal(request)
    wait(response)
    do stuff with results

不同之处在于，首先要求S trywait有效地将其设置为0，因此如果有许多人发信号通知，则只有其中一个请求会通过。当然，互斥锁的上限为1，因此所有额外信号都会累积为1，这将被trywait删除。第二个变化是，S会broadcast响应，因此所有U都会被解除阻止。

乍一看看起来不错，但是有问题。想象一下以下执行顺序：

Guy S:              Guy U1:              Guy U2:
wait(request)
                    signal(request)
working
                                         signal(request)
                    wait(response)
working
trywait(request)
broadcast(response)
                                         wait(response)
                    working
(loop)

如果仔细观察，U2会被阻止，除非有人再次发送请求（上帝知道将来何时）。非常糟糕。

即使只有一个用户，也可能发生这种情况：

Guy S:              Guy U:
wait(request)
                    signal(request)
working
trywait(request)
broadcast(response)
                    wait(response)
(loop)

任何人都可以提出一个好主意，或者引导我使用已知的算法吗？

其他信息：

S仅定期提供新数据，但根据应用程序，用户可能会决定偶尔（通过请求）而不是定期获取数据。如果用户请求太快，我会让他等下一个句号，所以这不是问题。
我可以访问读者 - 作家锁，条件变量，信号量和互斥量。读者 - 作者看起来很有希望获得响应锁定，但仍然不清楚所有用户何时通过他们的wait(response)部分。

Answer 1

如果我理解问题描述，问题在于，有时，服务实际上不需要做任何事情来计算新结果，但可以“重用”以前的结果。（我发现在请求发出之前你没有服务做任何事情，所以我们不必担心它必须独立于请求更新内容。）如果是这样的话，你可以修改原始服务吗？像这样：

Service thread (Guy S):
    while not finished
        wait(request)
        If stuff needs to be re done
            do stuff
        signal(response)

Answer 2

我终于提出了以下解决方案。将request和response作为信号量：

Service thread (Guy S):
    while not finished
        wait(request)
        do stuff
        users_waiting = 1
        while (trywait(request))
            ++users_waiting
        for i = 0 to users_waiting
            signal(response)

Someone requestion service (Guy U):
    signal(request)
    wait(response)
    do stuff with results

我不得不承认它并不完美。请考虑以下执行：

Guy S                Guy U1                Guy U2                Guy U3
Cycle 1:
wait(request)
                     signal(request)
                     wait(response)
do stuff
                                           signal(request)
trywait(request)
signal(response)
signal(response)
                     working                                            
                                                                 signal(request)
                                                                 wait(response)
                                                                 working
                                           wait(response)
Cycle 2:
wait(request)
do stuff
signal(response)
                                           working

正如你所看到的，在这种情况下，用户3可以“劫持”用户2的响应。除了user2会被阻止超过它应得的值之外，没有死锁或任何东西。

多个请求单响应同步

2 个答案: