Question

我正在开发一个分阶段的工作系统，目前的工作原理如下（伪代码）：

cyclicbarrier.init(numthreads)
on each thread:
  for each stage s:
    loop forever:
      pop job from joblist[s]
      if no job:
        break
      execute job
    wait at cyclicbarrier

这会导致舞台中的所有作业在进入下一阶段之前完成执行。

cyclicbarrier使用两个信号量实现：

sem1(0)
sem2(0)
n = 0

function wait:
  if atomic_incr(n) == maxthreads:
    sem1.signal(maxthreads)
  sem1.wait()

  if atomic_decr(n) == 0:
    sem2.signal(maxthreads)
  sem2.wait()

我想添加对作业的支持，以便能够将1个或多个作业添加到当前正在运行的阶段，并在阶段继续之前执行这些作业。上面的代码会执行此操作，但是如果在线程到达屏障后添加此作业，那么它将以次优的方式执行，因为等待的线程可以执行它但不是。

我已经将问题归结为需要一种混合semaphore / cyclicbarrier，为方便起见，我会称之为sembarrier。以下是它的运作方式：

function wait:
  n--
  if n < 0 and n > -maxthreads:
    suspend until signaled
  else if n <= -maxthreads:
    signal(maxthreads)

基本上，这个sembarrier就像semaphore一样，但是当有足够的线程在等待它时，它的行为类似于cyclicbarrier并将它们全部释放。

所以，这是使用sembarrier的新实现。

sembarrier构造函数如下所示：

sembarrier(initial_value, num_threads)

为每个阶段创建sembarrier：

n = num_theads
for each stage s:
  sembarrier[s].init(0, n)

这将是修改后的循环，使用sembarrier数组：

on each thread:
  for each stage s:
    loop forever:
      sembarrier[s].wait()
      pop job from joblist[s]
      if no job:
        break;
      execute job

此外，添加到joblist时：

function AddJob(stage s, job j):
  joblist[s].push(j)
  sembarrier[s].signal()

问题：

1）我如何有效地实施sembarrier？我可以访问基本的并发结构，例如互斥锁和信号量。我也有标准的原子操作。

2）我的原始问题是否有另一种解决方案？

谢谢！

需要混合信号量/循环屏障

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