Question

如何保护共享资源？需要确定使用共享资源并保护它们的代码行。我的猜测是pop和push资源是共享的。因此，为了保护它们，我会将这些功能放在一个保护标签下：就像有private：和public ：？还有如何使我创建的200个线程共享同一堆栈。更新：我的教授说top是共享资源。

/*
* Stack containing race conditions
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

// Linked list node
typedef int value_t;
typedef struct Node
{
  value_t data;
  struct Node *next;
} StackNode;



// Stack function declarations
void push(value_t v, StackNode **top);
value_t pop(StackNode **top);
int is_empty(StackNode *top);

pthread_mutex_t mutex; 

//--Tom  This is the wrong function signature for thread entry functions
void *testStack(void *arg)
{
  StackNode *top = NULL;
  for (int i = 0; i < 500; i++)
  {

     pthread_mutex_lock(&mutex);

    // --Tom  Mix these up a bit more
    push(5, &top);
    pop(&top);
    push(6, &top);
    pop(&top);
    push(15, &top);


    pop(&top);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);

  }
  pthread_exit(0);
}




int main(int argc, char *argv[])
{
  //--Tom   defining mutex on the stack is not a good choice.  Threads don't share data on the stack

  pthread_mutex_init(&mutex, NULL);




  for (int i = 0; i < 200; i++)
  {
    pthread_t tid;
    pthread_attr_t attr;

    pthread_attr_init(&attr);

    //--Tom this is the wrong place to lock.  Need something that sourounds only the code accessing shared resources

    //--Tom argv[1] in not what yo want to pass the thread
    pthread_create(&tid, &attr, testStack, NULL);

    //--Tom  You are not allowingthe threads to run in parallel


  }

  return 0;
}

// Stack function definitions
void push(value_t v, StackNode **top)
{
  //--Tom  you have not identified the critical lines of code and protected them
  StackNode *new_node = malloc(sizeof(StackNode));

  new_node->data = v;
  new_node->next = *top;
  *top = new_node;
}

value_t pop(StackNode **top)
{
  //--Tom  you have not identified the critical lines of code and protected them
  if (is_empty(*top))
    return (value_t)0;

  value_t data = (*top)->data;
  StackNode *temp = *top;
  *top = (*top)->next;

  free(temp);

  return data;
}

int is_empty(StackNode *top)
{
  //--Tom  you have not identified the critical lines of code and protected them
  if (top == NULL)
    return 1;
  else
    return 0;
}

Answer 1

如何使创建的200个线程共享同一堆栈

第一种可能性是拥有一个全局变量StackNode *top;，但是如果您想将相同的代码重用于不同的堆栈，则会出现问题。

第二个方法是，在启动新线程代替 NULL 时，在 main 中将该变量设置为local，并在参数中提供其 address 。 em>您当前拥有的，那么 testStack 的 arg 实际上是 StackNode **

请勿在调用 push / pop 之前/之后管理互斥锁，而是在函数内部对其进行管理，否则很有可能忘记保护。因此，mutext不会出现在 testStack 中。在这种情况下，请参阅我对is_empty

的评论

int is_empty(StackNode *top)
{
  //--Tom  you have not identified the critical lines of code and protected them
  if (top == NULL)
    return 1;
  else
    return 0;
}

为什么这么复杂？

int is_empty(StackNode *top)
{
  //--Tom  you have not identified the critical lines of code and protected them
  return (top == NULL);
}

是的，堆栈没有被修改，也没有在内部看，所以对于空的观点来说，并不是唯一的，所以警告：

/* ptop is a StackNode ** */
if (!is_empty(*ptop)) 
  // here the stack can be empty anyway because an other thread got the CPU
  pop(ptop);

如果您想提供一个可以执行多个操作的保护区域，则必须使用相同的 mutex （可能被功能 regionEnter 和 regionExit隐藏） ），并且由于 mutex 也需要递归（PTHREAD_RECURSIVE_MUTEX_INITIALIZER_NP）

将 mutex 分组和 top 分组到另一个结构中可能会很有趣，这使得不能为不同的堆栈共享互斥体

保护共享数据并共享同一堆栈

1 个答案: