Question

真正的代码更复杂但我认为我设法制作了一个mcve。

我试图执行以下操作：

让一些线程正常工作
将它们全部置于暂停状态
唤醒他们中的第一个，等待它完成，然后唤醒第二个，等待它完成，唤醒第三个......等等。

我使用的代码如下，似乎有效

std::atomic_int which_thread_to_wake_up;
std::atomic_int threads_asleep;
threads_asleep.store(0);
std::atomic_bool ALL_THREADS_READY;
ALL_THREADS_READY.store(false);
int threads_num = .. // Number of threads
bool thread_has_finished = false;

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;

std::mutex mtx2;
std::condition_variable cv2;


auto threadFunction = [](int my_index) {

  // some heavy workload here..
  ....

  {
        std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
        ++threads_asleep;
        cv.notify_all(); // Wake up any other thread that might be waiting
  } 

  std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
  bool all_ready = ALL_THREADS_READY.load();
  size_t index = which_thread_to_wake_up.load();
  cv.wait(lck, [&]() {
      all_ready = ALL_THREADS_READY.load();
      index = which_thread_to_wake_up.load();
      return all_ready && my_index == index;
  });

  // This thread was awaken for work!
  .. do some more work that requires synchronization..

  std::unique_lock<std::mutex> lck2(mtx2);
  thread_has_finished = true;
  cv2.notify_one(); // Signal to the main thread that I'm done
};

// launch all the threads..
std::vector<std::thread> ALL_THREADS;
for (int i = 0; i < threads_num; ++i)
  ALL_THREADS.emplace_back(threadFunction, i);      


// Now the main thread needs to wait for ALL the threads to finish their first phase and go to sleep    

std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
size_t how_many_threads_are_asleep = threads_asleep.load();
    while (how_many_threads_are_asleep < threads_num) {
      cv.wait(lck, [&]() {
        how_many_threads_are_asleep = threads_asleep.load();
        return how_many_threads_are_asleep == numThreads;
      });
    }

// At this point I'm sure ALL THREADS ARE ASLEEP!

// Wake them up one by one (there should only be ONE awake at any time before it finishes his computation)

for (int i = 0; i < threads_num; i++) 
{
  which_thread_to_wake_up.store(i);
  cv.notify_all(); // (*) Wake them all up to check if they're the chosen one
  std::unique_lock<std::mutex> lck2(mtx2);
  cv2.wait(lck, [&]() { return thread_has_finished; }); // Wait for the chosen one to finish
  thread_has_finished = false;
}

我担心上一次notify_all()电话（我用（*）标记的电话）可能会导致以下情况：

所有线程都睡着了
通过调用notify_all()
具有正确索引的线程完成最后一次计算并释放锁
所有其他的线已经被唤醒但是他们已经检查了原子变量
主线程发出第二个notify_all()并且这已经失去了（因为线程已全部被唤醒，它们还没有简单地检查原子）

这会发生吗？如果notify_all()的调用以某种方式缓冲或与实际检查条件变量的函数同步的顺序，我找不到core-js的任何措辞。

Answer 1

根据（notify_all）

上的文档

notify_all只是继续线程的一半要求。条件陈述也必须是真实的。所以必须有一个交通警察设计为唤醒第一个，唤醒第二个，唤醒第三个。 notify函数告诉线程检查那个条件。

我的答案比特定代码更高，但我希望有所帮助。

Answer 2

您考虑的情况可能会发生。如果在调用notify_all()时唤醒您的工作线程（从属），那么它们可能会错过该信号。

防止出现这种情况的一种方法是在mtx之前锁定cv.notify_all()并在之后将其解锁。正如wait()文档中所建议的那样，lock用作pred()访问的保护。如果主线程获取mtx，则没有其他线程在同一时刻检查条件。虽然他们当时可能正在从事其他工作，但在您的代码中他们不太可能再次输入wait。

C ++线程安全和notify_all（）

2 个答案: