Question

我正在学习多线程。关于

http://www.yolinux.com/TUTORIALS/LinuxTutorialPosixThreads.html#SCHEDULING

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


pthread_mutex_t count_mutex     = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t  condition_var   = PTHREAD_COND_INITIALIZER;



void *functionCount1();
void *functionCount2();

int  count = 0;

#define COUNT_DONE  10
#define COUNT_HALT1  3
#define COUNT_HALT2  6



main()
{
   pthread_t thread1, thread2;
   pthread_create( &thread1, NULL, &functionCount1, NULL);
   pthread_create( &thread2, NULL, &functionCount2, NULL);



   pthread_join( thread1, NULL);
   pthread_join( thread2, NULL);

   printf("Final count: %d\n",count);

   exit(0);
}



// Write numbers 1-3 and 8-10 as permitted by functionCount2()

void *functionCount1()
{
   for(;;)
   {
      // Lock mutex and then wait for signal to relase mutex
      pthread_mutex_lock( &count_mutex );



      // Wait while functionCount2() operates on count
      // mutex unlocked if condition varialbe in functionCount2() signaled.

      pthread_cond_wait( &condition_var, &count_mutex );

      count++;

      printf("Counter value functionCount1: %d\n",count);
      pthread_mutex_unlock( &count_mutex );

      if(count >= COUNT_DONE) return(NULL);
    }
}



// Write numbers 4-7



void *functionCount2()
{
   for(;;)
    {
       pthread_mutex_lock( &count_mutex );

       if( count < COUNT_HALT1 || count > COUNT_HALT2 )
       {
          // Condition of if statement has been met.
          // Signal to free waiting thread by freeing the mutex.
          // Note: functionCount1() is now permitted to modify "count".

          pthread_cond_signal( &condition_var );
       }
       else
       {
          count++;
          printf("Counter value functionCount2: %d\n",count);
       }



       pthread_mutex_unlock( &count_mutex );

       if(count >= COUNT_DONE) return(NULL);
    }
}

我想知道代码的控制流程。

作为pthread_cond_wait - unlocks the mutex and waits for the condition variable cond to be signaled

我对流量控制的理解是

1）创建线程一，两个，并将thread1传递给控件（考虑单核处理器系统）

2）当它在pthread_cond_wait( &condition_var, &count_mutex );例程thread1中遇到void *functionCount1()时 - 它会释放锁并进入等待状态，将控制权传递给thread2 void *functionCount1()

3）在thread2变量count中进行检查，因为它满足count < COUNT_HALT1 || count > COUNT_HALT2 - 它表示thread1并重新启动是增加count

4）重复Steps 2 to 3，1-3

显示thread1

5）对于count 4-7，thread2正在运行，thread1和thread2之间没有切换

6）再次count 8-10重复steps 2-3。

我想知道我的理解是否正确？ thread1 thread2进入睡眠状态count value 1-3 and 8-10唤醒它（即切换线程）i.e switching between threads happen 5 times thread1？

修改

我提出这个问题的主要担心是知道sleep在遇到pthread_cond_wait( &condition_var, &count_mutex );时是否会转到active州，除非发出信号，否则不会thread2 count然后才增加1-3，即它不会一次增加thread2而是增加每个增量，它必须等待来自{{1}}的信号然后它才能增加{{1}}继续进行

Answer 1

首先：拿到Butenhof的书，然后研究它。你的页面引用在一些地方是不正确的，作者显然不明白自己穿线。

关于你的问题：首先要说的是你无法知道代码的控制流程。那是线程的一个特点，在现代处理器上，你会经常发现线程真正并行运行，只有一个核心执行一个线程，另一个核心执行另一个并在每个线程，处理器可以重新安排内存访问意外的方式。这就是你需要互斥的原因。（你提到“考虑单核处理系统”，但在实践中，单核通用系统不存在任何更多。）

其次，如何安排线程取决于操作系统。例如，在您的代码中，functionCount2可以运行直到functionCount1开始之前完成，这将是意味着functionCount1会永远等待。

第三，pthread_cond_wait中的一个帖子可能会虚假地醒来。 pthread_cond_wait处于循环中是绝对的规则，它检查你实际等待的任何条件。也许是这样的：

while ( count > COUNT_HALT1 && count < COUNT_HALT2 ) {
    pthread_cond_wait( &condition_var, &count_mutex );
}

最后，您有时会在某个部分访问count 受互斥锁保护。这是未定义的行为; 所有必须保护对count的访问。在你的情况下，锁定和解锁应该在程序之外循环，两个线程应该等待条件变量。（但这显然是一种人为的情况实践中，几乎总会有一个生产者线程和消费者线程。）

Answer 2

在理想世界中，是的，但是，在实践中，并不完全。

您无法预测哪个胎位首先获得控制权。是的，它可能是thread1，但仍然无法保证。这是您代码中的第一个竞赛条件。

当thread2获得控制权时，很可能它会在不停止的情况下完成。无论你有多少CPU。原因是无法无条件地yield 。您释放mutex的事实并不意味着any1可以锁定它。这是你代码中的第二个竞赛条件。

因此，thread1将打印11，这是唯一保证的部分。

Answer 3

1）创建线程。控制没有传递给thread1，它是系统调度程序决定执行哪个线程。两个线程都处于活动状态，两者都应该接收处理器时间，但是顺序未确定。可能有几个上下文切换，你实际上并没有控制它。

2）正确，thread1进入等待状态，thread2继续工作。同样，控制权没有明确传递。

3）是的，thread2通知条件变量，因此thread1将唤醒并尝试重新获取互斥锁。控制不会立即转到thread1。

一般来说，你应该明白你无法真正控制执行哪个线程;它是系统调度程序的工作，可以根据需要放置任意数量的上下文切换。

UPD：使用条件变量，您可以控制多线程环境中任务执行的顺序。所以我认为你的理解或多或少是正确的：thread1正在等待来自thread2的信号的条件变量。当收到信号时，thread1继续执行（在重新获取互斥锁之后）。但是在线程之间切换 - 可能有很多线程，5只是理论上的最小值。

条件变量POSIX线程：C / C ++

3 个答案: