为什么在pthread_cond_wait之前需要进行条件检查？

Question

为什么在pthread_cond_wait之前需要进行条件检查？

21

我想学习 pthread_cond_wait 的基础知识。在所有的使用情况中，我看到要么

if(cond is false)
   pthread_cond_wait

或者

while(cond is false)
   pthread_cond_wait

我的问题是，我们只想在条件为false时进行cond_wait，那么为什么我要费力地显式放置if/while循环。我可以理解，在cond_wait之前没有任何if/while检查，我们将直接进入该函数并且它不会返回。条件检查是否仅用于解决此目的，还是有其他重要性？如果它用于解决不必要的条件等待，那么放置条件检查并避免使用cond_wait是否类似于轮询？我正在这样使用cond_wait。

void* proc_add(void *name){
    struct vars *my_data = (struct vars*)name;
    printf("In thread Addition and my id = %d\n",pthread_self());
    while(1){
    pthread_mutex_lock(&mutexattr);
    while(!my_data->ipt){  // If no input get in
            pthread_cond_wait(&mutexaddr_add,&mutexattr);  // Wait till signalled
            my_data->opt = my_data->a + my_data->b;
            my_data->ipt=1;
            pthread_cond_signal(&mutexaddr_opt);
    }
    pthread_mutex_unlock(&mutexattr);
    if(my_data->end)
            pthread_exit((void *)0);
    }
}

逻辑是，我要求输入线程在有输入时处理数据并通知输出线程将其打印。

- CHID

2个回答

16

在等待之前，必须在互斥锁下测试条件，因为条件变量的信号不会排队(条件变量不是信号量)。也就是说，如果一个线程在该条件变量上调用pthread_cond_wait()时没有线程被阻塞，那么当另一个线程调用pthread_cond_signal()时，这个信号不起作用。

这意味着，如果有一个线程设置了条件:

pthread_mutex_lock(&m);
cond = true;
pthread_cond_signal(&c);
pthread_mutex_unlock(&m);

然后另一个线程无条件等待：

pthread_mutex_lock(&m);
pthread_cond_wait(&c, &m);
/* cond now true */

这个第二个线程将永远阻塞。为了避免这种情况，需要让第二个线程检查条件：

pthread_mutex_lock(&m);
if (!cond)
    pthread_cond_wait(&c, &m);
/* cond now true */

由于在使用互斥锁m时，只有在修改cond的情况下才会发生，因此这意味着第二个线程仅在cond为假时等待。

在健壮的代码中使用while()循环而不是if()的原因是因为pthread_cond_wait()不能保证不会出现虚假唤醒。使用while()也意味着信号量的标记总是安全的 - “额外”的信号不会影响程序的正确性，这意味着您可以将信号移到已解锁的代码块之外。

- caf

1

这很清晰易懂。非常感谢@caf。 - CHID

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Maksim Skurydzin · Accepted Answer

你需要使用while循环，因为调用了pthread_cond_wait的线程可能会在等待的条件未达到时被唤醒。这种现象称为"虚假唤醒"。

这不是一个bug，而是条件变量实现的方式。

在 man 手册中也可以找到相关信息：

pthread_cond_timedwait() 或 pthread_cond_wait() 函数可能产生虚假唤醒。由于从 pthread_cond_timedwait() 或 pthread_cond_wait() 返回并不意味着该谓词的值已被修改，因此应在返回后重新评估该谓词。

有关实际代码的更新：

void* proc_add(void *name) 
{
    struct vars *my_data = (struct vars*)name;

    printf("In thread Addition and my id = %d\n",pthread_self());

    while(1) {

        pthread_mutex_lock(&mutexattr);

        while(!my_data->ipt){  // If no input get in
            pthread_cond_wait(&mutexaddr_add,&mutexattr);  // Wait till signalled
        }

        my_data->opt = my_data->a + my_data->b;
        my_data->ipt=1;
        pthread_cond_signal(&mutexaddr_opt);

        pthread_mutex_unlock(&mutexattr);

        if(my_data->end)
            pthread_exit((void *)0);
        }
    }
}