barrier内存屏障

pthread使用barrier栅栏方式同步

Linux中提供了多种同步机制，其中使用barrier(栅栏)是多线程之间进行同步的方法之一。

基本原理：

假设多个线程约定一个栅栏，只有当所有的线程都达到这个栅栏时，栅栏才会放行，否则到达此处的线程将被阻塞。

使用场景：

程序启动的时候，需要建立一个独立的线程去做一些特殊的工作。比如这个线程需要初始化一些全局配置等等。而主线程启动后，必须等待这个子线程拿到配置信息后，才能继续工作。所以这里就存在一个问题要解决，主线程如何等待这个子线程完成工作后，才继续往下执行呢？

栅栏相关API

#include <pthread.h>
//初始化栅栏，栅栏需要等待到count个线程，才会全部一起放行。
int   pthread_barrier_init(pthread_barrier_t *restrict,
                        const pthread_barrierattr_t *restrict, unsigned count);
//报道函数，当一个线程到达栅栏的时候，就报道。
//所有的线程都报道后，栅栏自然会放行。
int   pthread_barrier_wait(pthread_barrier_t *barrier);
栅栏完成历史使命后，当然是功成身退。
int pthread_barrier_destroy(pthread_barrier_t *barrier);

使用示例

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
pthread_barrier_t barrier;
void* initor(void* args) {
    printf("---------------thread init work(%d)--------------
", time(NULL));
    //模拟初始化工作。
    sleep(10);
    //到达栅栏
    pthread_barrier_wait(&barrier);
    printf("--------------thread start work(%d)--------------
", time(NULL));
    sleep(10);
    printf("--------------thread stop work(%d)--------------
", time(NULL));
    return NULL;
}
int main(int argc, char* argv[]) {
      //初始化栅栏，该栅栏等待两个线程到达时放行
    pthread_barrier_init(&barrier, NULL, 2);
    printf("**************main thread barrier init done****************
");
    pthread_t pid;
    pthread_create(&pid, NULL, &initor, NULL);
    printf("**************main waiting(%d)********************
", time(NULL));
    //主线程到达，被阻塞，当初始化线程到达栅栏时才放行。
    pthread_barrier_wait(&barrier);
    pthread_barrier_destroy(&barrier);
    printf("***************main start to work(%d)****************
", time(NULL));
    sleep(30);
    pthread_join(pid, NULL);
    printf("***************thread complete(%d)***************
", time(NULL));
    return 0;
}

root@ubuntu:/data1# gcc test.c -lpthread  -o test
root@ubuntu:/data1# ./test
**************main thread barrier init done****************
**************main waiting(1615809746)********************
---------------thread init work(1615809746)--------------
--------------thread start work(1615809756)--------------
***************main start to work(1615809756)****************
--------------thread stop work(1615809766)--------------
***************thread complete(1615809786)***************
root@ubuntu:/data1# 

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

#define THREAD_NUMS 4
pthread_barrier_t barrier;

void *t0(void *param)
{
    pthread_barrier_wait(&barrier);
    printf("t0 ready
");
}
void *t1(void *param)
{
    pthread_barrier_wait(&barrier);
    printf("t1 ready
");
}
void *t2(void *param)
{
    pthread_barrier_wait(&barrier);
    printf("t2 ready
");
}

int main(void)
{
    pthread_t t[3];

    pthread_barrier_init(&barrier, NULL, THREAD_NUMS);
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

#define THREAD_NUMS 4
pthread_barrier_t barrier;

void *t0(void *param)
{
    pthread_barrier_wait(&barrier);
    printf("t0 ready
");
}
void *t1(void *param)
{
    pthread_barrier_wait(&barrier);
    printf("t1 ready
");
}
void *t2(void *param)
{
    pthread_barrier_wait(&barrier);
    printf("t2 ready
");
}

int main(void)
{
    pthread_t t[3];

    pthread_barrier_init(&barrier, NULL, THREAD_NUMS);

    pthread_create(&t[0], NULL, t0, NULL);
    pthread_create(&t[1], NULL, t1, NULL);
    pthread_create(&t[2], NULL, t2, NULL);

    pthread_barrier_wait(&barrier);
    printf("all sub threads ready, go!
");

    pthread_barrier_destroy(&barrier);

}
    pthread_create(&t[0], NULL, t0, NULL);
    pthread_create(&t[1], NULL, t1, NULL);
    pthread_create(&t[2], NULL, t2, NULL);

    pthread_barrier_wait(&barrier);
    printf("all sub threads ready, go!
");

    pthread_barrier_destroy(&barrier);

}

root@ubuntu:/data1# gcc barrier.c -lpthread  -o barrier
root@ubuntu:/data1# ./barrier 
t0 ready
t2 ready
t1 ready
all sub threads ready, go!