pthread_yield 函数的工作原理是什么？

Question

我正在用C语言实现一个线程库，在理解pthread_yield()的含义方面遇到了困难。我已经在终端上查阅了man page，但是我并没有真正理解其中的解释。有人能给我讲解一下吗？

- Pete97

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这个函数并没有太多需要理解的地方，它是一个无用的函数，不会给你任何有用的结果。它可以用来猴子补丁极其糟糕编写的程序，使它们看起来比实际上稍微好一点，从而更难诊断潜在问题、调试和修复真正的问题。 - EOF

它“暗示”几乎什么都没有。pthread_yield()的一个理智的实现将是int pthread_yield(){return 0;}。 - EOF

这是关于Linux pthread_yield()手册页面的重要说明：“pthread_yield()旨在与实时调度策略（即SCHED_FIFO或SCHED_RR）一起使用。在非确定性调度策略（如SCHED_OTHER）中使用pthread_yield()是未指定的，并且很可能意味着您的应用程序设计存在问题。” - Andrew Henle

换句话说，如果你想让一个线程停止运行以便其他线程可以做一些事情，你不应该使用 pthread_yield() - 或者 sleep() 或任何类似的东西。你需要使用适当的同步对象，如互斥锁、信号量和条件变量。 - Andrew Henle

pthread_yield（实际是sched_yield）在使用SCHED_FIFO时并不是无用或毫无意义的函数。减少上下文切换的数量是使用SCHED_FIFO和sched_yield的一个好处，当你有很多线程，它们(1)以非平凡的方式相互依赖，但是(2)可以轻松地看到它们何时需要等待其他线程，并且(3)始终有足够的工作要做，这样至少其中一些线程可以继续工作。在这种情况下，试图通过信号量等自己管理调度只会增加编程复杂性和运行时开销。 - Matt

Answer 1

请注意，尽管其名称为pthread_yield，但它并未标准化。例如，Linux手册页中指出：

该调用是非标准的，但在其他几个系统上存在。请使用标准化的sched_yield(2)。

sched_yield()的规范采用与pthread_yield()类似的术语编写：

sched_yield()函数强制运行线程放弃处理器，直到再次成为其线程列表的头。它不带任何参数。

这意味着调用该函数的线程允许其他线程和进程有机会运行，等待恢复，直到轮到它再次运行。在像pthread设计的抢占式多任务系统中，这样做并不必要--内核管理分配CPU时间给线程和进程，无需任何此类帮助--但可能偶尔存在一些特殊情况，可以平滑处理线程调度问题。

- John Bollinger

Answer 2

在GLIBC中，pthread_yield只是调用了sched_yield()系统调用(参见库源代码中的nptl/pthread_yield.c)：

/* With the 1-on-1 model we implement this function is equivalent to
   the 'sched_yield' function.  */
int
pthread_yield (void)
{
  return sched_yield ();
}

作为实现线程库的开发者，请注意上述GLIBC源代码（2.31版本）中pthread_yield()的行为不寻常，这可能是一个实现错误，因为它直接返回sched_yield()的结果。和大多数Linux系统调用一样，后者如果失败会返回-1并设置errno（即使手册指定它实际上永远不会返回错误）。因此，理论上，pthread_yield()在出现错误时应该返回-1并设置errno，尽管pthread API通常在成功时返回0，在出现错误时返回错误号码（errno不应该被设置）。因此，当手册描述返回值如下时，手册是错误的或至少未遵守GLIBC的实现：

返回值
成功时，pthread_yield()返回0；出错时，它返回一个错误号码。

期望的源代码可能类似于：

int
pthread_yield (void)
{
  return sched_yield() == -1 ? errno : 0;
}

例如，pthread_sigmask() 的编码如下：

int
pthread_sigmask (int how, const sigset_t *newmask, sigset_t *oldmask)
{
[...]
  return sigprocmask (how, newmask, oldmask) == -1 ? errno : 0;
[...]
}

这符合手册中所述的内容：

返回值
成功时，pthread_sigmask() 返回 0；出错时，返回一个错误码。

- Rachid K.