Question

使用pthread_cond_wait或使用信号量有什么优缺点？我正在等待这样的州改变：

pthread_mutex_lock(&cam->video_lock);
while(cam->status == WAIT_DISPLAY) {
    pthread_cond_wait(&cam->video_cond, &cam->video_lock);
}
pthread_mutex_unlock(&cam->video_lock);

使用正确初始化的信号量，我想我可以这样做：

while(cam->status == WAIT_DISPLAY) {
    sem_wait(&some_semaphore);
}

每种方法的优缺点是什么？

Answer 1

信号量适合生产者 - 消费者模型，尽管它有其他用途。您的程序逻辑负责确保为等待次数提供正确数量的帖子。如果你发布了一个信号量而没有人在等待它，那么当他们等待时他们会立即继续。如果您的问题可以用信号量的计数值来解释，那么使用信号量就很容易解决。

条件变量在某些方面更宽容一些。例如，您可以使用cond_broadcast唤醒所有服务员，而生产者不知道有多少服务员。如果你在没有人等待的情况下cond_signal condvar那么没有任何反应。如果您不知道是否会有听众感兴趣，这很好。这也是为什么听众应该总是在等待之前用互斥锁检查状态 - 如果他们不这样做，那么他们可能会错过一个信号而不会在下一个信号唤醒之前（可能永远不会）。

因此，条件变量适用于通知感兴趣的各方状态已发生变化：您获取互斥锁，更改状态，发信号（或广播）condvar并释放互斥锁。如果这描述了您的问题，那么您就处于condvar领域。如果不同的听众对不同的状态感兴趣，你可以直接播放，然后他们每个人都会醒来，弄清楚他们是否找到了他们想要的状态，如果不再等了。

使用互斥锁和信号量尝试这种事情确实非常粗糙。当您想要获取互斥锁，检查某个状态，然后等待信号量进行更改时，就会出现问题。除非你可以原子地释放互斥锁并等待信号量（在pthreads中你不能），否则你最终会在持有互斥锁的同时等待信号量。这会阻止互斥锁，这意味着其他人无法接受它来进行您关心的更改。因此，您将尝试以某种方式添加另一个互斥锁，具体取决于您的具体要求。也许是另一个信号量。结果通常是错误的代码与有害的竞争条件。

条件变量可以解决此问题，因为调用cond_wait会自动释放互斥锁，释放它以供其他人使用。在cond_wait返回之前重新获得互斥锁。

IIRC可以仅使用信号量来实现一种condvar，但是如果要实现与condvar一起使用的互斥锁需要有trylock，那么这是一个严重的头脑，并且定时等待已经结束。不建议。因此，不要假设您可以使用信号量完成任何与condvar相关的操作。当然，互斥量可以具有信号量不足的好行为，主要是优先级反转避免。

Answer 2

条件语允许你做一些信号量不会的事情。

例如，假设您有一些代码需要一个名为m的互斥锁。然而，它需要等到其他一些线程完成它们的任务，所以它等待一个名为s的信号量。现在，任何需要m的线程都被阻止运行，即使m的线程正在等待s。可以使用条件解决这些情况。当您等待条件时，当前保持的互斥锁被释放，因此其他线程可以获取互斥锁。回到我们的示例，假设使用了条件c而不是s。我们的主题现在获取m，然后有条件等待c。这将释放m，以便其他线程可以继续。当c可用时，将重新获取m，并且我们的原始主题可以继续快速继续。

条件变量还允许您让等待条件变量的所有线程继续通过pthread_cond_broadcast。此外，它还允许您执行定时等待，这样您就不会永远等待。

当然，有时您不需要条件变量，因此根据您的要求，其中一个可能更好。

Answer 3

第二个片段是活泼的，不要这样做。

其他答案对相对优点进行了很好的讨论;我只想补充说pthread_cond_broadcast是条件变量的明显优势。

除此之外，我更习惯于为它调整变量，因为它们是你在Java中使用的变量，即使它们可以帮助你在检查共享标志时避免竞争。

实际上，在第二个片段中，您没有任何锁保护读取cam-＆gt;状态，因此可以通过数据竞争访问它。大多数平台都会让你在这个特定的例子中侥幸逃脱，但它有未定义的语义，POSIX和下一个C / C ++标准的内存模型。

实际上，如果另一个线程分配一个新的凸轮结构并覆盖凸轮，则可能出现真正的竞争条件;等待线程可能会看到'cam'指针的更新而没有看到cam-＆gt; status的初始化。实际上，在这种情况下，第二个片段是在寻求麻烦。

http://www.hpl.hp.com/personal/Hans_Boehm/c++mm/

Answer 4

在你的第二个片段中，你会多次获得锁定，而不会释放它。

一般情况下，你所使用的状态可以用信号量完全表达，然后就可以使用它了。锁结构的尺寸较小，并且需要较少的原子操作来检查/设置/释放。

否则，如果状态很复杂，并且代码的不同部分在同一变量的不同条件下等待（例如，这里你想要x＆lt; 10;你想要y＆gt; x），请使用cond_wait。

pthread_cond_wait与信号量

4 个答案: