如果在wait()之前调用notify()会发生什么？

Question

我有一种情况，即在等待()之前可能会调用notify()。

当我通过发送消息通知它时，我正在尝试制作一个模拟器以安排其下一个事件。因此，我已经设计了等待->通知->调度链

void Broker::pause()
{
    boost::unique_lock<boost::mutex> lock(m_pause_mutex);
    {
        std::cout << "pausing the simulation" << std::endl;
        m_cond_cnn.wait(lock);
        std::cout << "Simulation UNpaused" << std::endl;
        // the following line causes the current function to be called at 
        // a later time, and a notify() can happen before the current function
        // is called again
        Simulator::Schedule(MilliSeconds(xxx), &Broker::pause, this);
    }
}

void Broker::messageReceiveCallback(std::string message) {
    boost::unique_lock<boost::mutex> lock(m_pause_mutex);
    {
        m_cond_cnn.notify_one();
    }
}

问题在于：在调用wait()之前可能会调用notify()。

针对这种情况是否有解决方案？ 谢谢

- rahman

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参见：是否有notify_one()队列？ - Gabriel Staples

Answer 1

条件变量很难单独使用，因为它们只唤醒当前等待的线程，正如您所注意到的那样。此外还有虚假唤醒的问题（即条件变量有时会唤醒一个线程，而没有任何对应的notify被调用）。为了正常工作，条件变量通常需要另一个变量来维护更可靠的状态。

为了解决这两个问题，在您的情况下，您只需要添加一个布尔标志：

boost::unique_lock<boost::mutex> lock(m_pause_mutex);
while (!someFlag)
    m_cond_cnn.wait(lock);
someFlag = false;

//...

boost::unique_lock<boost::mutex> lock(m_pause_mutex);
someFlag = true;
m_cond_cnn.notify_one();

- syam

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我没错吧，这种“带标志的条件变量”其实就是一个最大级别为1的信号量？ - alexeykuzmin0

我不明白为什么C++11和pthreads称之为“条件变量”，虽然它完全是无状态的，并且像一个裸信号/事件一样工作，而WinAPI称之为“事件”，但在那里它的工作方式却像一个同步布尔标志。难道这不应该是相反的吗？ - stgatilov

那个标志不需要是std::atomic<bool>吗？ - kroiz

@kroiz 在这种情况下不需要：访问受互斥锁保护。如果某些代码在未先锁定互斥锁的情况下访问它，则需要原子操作。 - syam

Answer 2

我认为syam的回答总体上是可以的，但在你使用ns-3的特定情况下，我建议您重构代码以使用ns-3中正确的原语：

1. 我怀疑您正在使用ns-3实时模拟器之一。很好。
2. 安排一个0.1秒的保持活动事件，以确保模拟器保持运行（当没有剩余的事件时，它将停止运行）。
3. 可选地，在此keepalive事件中使用布尔值检查是否应重新安排keepalive事件或调用Simulator :: Stop。
4. 创建一个线程来运行带有Simulator :: Run（）的模拟器主循环。模拟器将休眠，直到下一个计划的事件应该过期或直到外部安排了新事件
5. 使用Simulator :: ScheduleWithContext从另一个线程外部安排事件。

请记住，通常情况下ns-3 API不是线程安全的。唯一线程安全的ns-3 API是ns3 :: Simulator :: ScheduleWithContext。我无法强调不要从不是主线程的线程中使用ns-3 ::命名空间中提供的任何其他API的重要性。

- mathieu