Question

我现在正在测试std :: condition_variable，并且在测试后发现它与pthread_cond_t完全不同，我想知道我的测试中是否有任何错误？或std :: condition_variable与pthread_cond_t真的完全不同？

pthread_cond_t源代码如下，在gcc 4.4.6中编译：

pthread_cond_t  condA  = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
int ProcessRow = 0 ;
#define LOOPCNT 10

void *producer()
{
    int idx ;
    for(idx=0;idx<LOOPCNT;idx++)
    {
        //pthread_mutex_lock(&mutex);
        __sync_add_and_fetch(&ProcessRow,1) ;
        pthread_cond_signal(&condA);
        printf("sending signal...(%d)\n",ProcessRow) ;
        //pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
    printf("I am out ... \n") ;
}

void *consumer()
{
    int icnt = 0 ;
    while(1)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        while (ProcessRow <= 0)
            pthread_cond_wait(&condA, &mutex);
        pthread_mutex_unlock(&mutex); // I forget to add unlock to fail this test
        __sync_sub_and_fetch(&ProcessRow,1) ;
        ++icnt ;
        printf("receving=(%d)\n",ProcessRow) ;
        usleep(10000) ;
    }
    printf("(%d)\n",ProcessRow) ;
}

输出：

sending signal...(1)
sending signal...(2)
sending signal...(3)
sending signal...(4)
sending signal...(5)
sending signal...(6)
sending signal...(7)
sending signal...(8)
sending signal...(9)
sending signal...(10)
I am out ...
receving=(9)

在pthread_cond_wait中看起来像comsumer线程块，因此“receving”只打印一次!!!!

然后以下测试用于std :: condition_variable !!!!

以下binsem.hpp来自 https://gist.github.com/yohhoy/2156481
稍加修改，编译为g ++ 4.8.1

class binsem {
public:    
    explicit binsem(int init_count = count_max)      
   : count_(init_count) {}     
// P-operation / acquire    
void wait()    
{        
    std::unique_lock<std::mutex> lk(m_);        
    cv_.wait(lk, [this]{ return 0 < count_; });
    --count_;    
}    
bool try_wait()    
{        
    std::lock_guard<std::mutex> lk(m_);        
    if (0 < count_) 
    {            
        --count_;            
        return true;        
    } else 
    {            
        return false;        
    }    
}
// V-operation / release    
void signal()    
{        
    std::lock_guard<std::mutex> lk(m_);

    //if (count_ < count_max)  // I mark here
    //{  // I mark here
            ++count_; 
            cv_.notify_one();        
    //}    // I mark here
}     
// Lockable requirements    
void lock() { wait(); }    
bool try_lock() { return try_wait(); }    
void unlock() { signal(); } 
private:    
    static const int count_max = 1;    
    int count_;    
    std::mutex m_;    
    std::condition_variable cv_;
};

和我的来源：

#define LOOPCNT 10
atomic<int>  ProcessRow  ;

void f4()
{
    for(int i=0;i<LOOPCNT;i++)
    {
        sem2.unlock() ;
        ++ProcessRow ;
    }
    cout << "i am out" << endl ;
}

void f5()
{
    int icnt = 0 ;
    std::chrono::milliseconds sleepDuration(1000);
    while(1)
    {
        sem2.lock() ;
        ++icnt ;
        std::this_thread::sleep_for(sleepDuration);
        cout << ProcessRow << "in f5 " << endl ;
        --ProcessRow ;
        if(icnt >= LOOPCNT)
            break ;
     }
     printf("(%d)\n",icnt) ;
}

输出：

i am out
10in f5
9in f5
8in f5
7in f5
6in f5
5in f5
4in f5
3in f5
2in f5
1in f5
(10)

如果pthread_cond_wait正在等待，看起来只有信号效果！如果没有，信号就会丢失!!

对于std :: condition_variable，看起来像std :: condition_variable.wait（）将唤醒notify_one（）被调用的次数，如果你在10秒前调用notify_one（）然后调用wait（），std :: condition_variable.wait（）仍会得到那个notify_one（）消息，与pthread_cond_t完全不同!!

我在这次考试中错过了什么？或者就像我的测试一样，std :: condition和pthread_cond_t就像测试showes一样？

编辑：

我认为以下内容对于此测试会更容易显示，抱歉忘记解锁以便测试失败，它们是相同的行为!!!!

int main()
{
    //pthread_mutex_lock(&mutex);
    ++ProcessRow ;
    pthread_cond_signal(&condA);
    //pthread_mutex_unlock(&mutex);
    printf("sending signal...\n") ;
    sleep(10) ;

    pthread_mutex_lock(&mutex);
    while (ProcessRow <= 0)
        pthread_cond_wait(&condA, &mutex);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    printf("wait pass through\n") ;
}

这将显示：

sending signal...
wait pass through

对于std :: condition_variable

int main()
{
sem2.unlock() ;
std::chrono::milliseconds sleepDuration(10000);
cout << "going sleep" << endl ;
std::this_thread::sleep_for(sleepDuration);
sem2.lock() ;
cout << "lock pass through " << endl ;

}

将表示：

going sleep
lock pass through

所以测试错误是我的错，导致僵局！谢谢你提出的所有好建议！

Answer 1

pthread_cond_t和std :: condition_variable都以相同的方式工作。它们是无状态的，如果没有线程被阻塞，信号只能“丢失”，在这种情况下不需要信号，因为没有线程需要一个。

Answer 2

在你的pthread代码中，你永远不会解锁互斥锁，第二次迭代时consumer()函数死锁。此外，当满足某些条件时，外部while循环应该会中断。我建议在icnt到达LOOPCNT时突然爆发。这类与你在f5()中打破循环的方式相匹配。

void *consumer(void *x)
{
    int icnt = 0 ;
    while(1)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        while (ProcessRow <= 0)
            pthread_cond_wait(&condA, &mutex);
        __sync_sub_and_fetch(&ProcessRow,1) ;
        ++icnt ;
        printf("receving=(%d) icnt=(%d)\n",ProcessRow, icnt) ;
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        if (icnt == LOOPCNT) break;
        usleep(10000) ;
    }
    printf("(%d)\n",ProcessRow) ;
}

您的std::thread版本的代码似乎与pthread版本完全匹配，所以我认为您不能以这种方式比较它们的执行情况。而不是模仿信号量，我认为最好只使用std::condition_variable，就像在代码的pthread版本中使用它一样。通过这种方式，您可以真正地比较苹果和苹果。

std::condition_variable condA;
std::mutex mutex;
volatile int ProcessRow = 0 ;
#define LOOPCNT 10

void producer()
{
    int idx ;
    for(idx=0;idx<LOOPCNT;idx++)
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
        __sync_add_and_fetch(&ProcessRow,1) ;
        condA.notify_one();
        printf("sending signal...(%d)\n",ProcessRow) ;
    }
    printf("I am out ... \n") ;
}

void consumer()
{
    int icnt = 0 ;
    while(icnt < LOOPCNT)
    {
        if(icnt > 0) usleep(10000);
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
        while (ProcessRow <= 0)
            condA.wait(lock);
        __sync_sub_and_fetch(&ProcessRow,1) ;
        ++icnt ;
        printf("receving=(%d) icnt=(%d)\n",ProcessRow, icnt) ;
    }
    printf("(%d)\n",ProcessRow) ;
}

pthread_cond_t和std :: condition_variable之间的区别

2 个答案: