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  • pthread_cond_wait的原子性

    使用的基本模板如下(参考APUE):

    signal代码序列如下,

    pthread_mutex_lock
    ...
    pthread_cond_signal
    pthread_mutex_unlock
     
    wait代码序列如下,

    while (1){
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    while(iCount < 100){
    pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
    }
    printf("iCount >= 100 ");
    iCount = 0;
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }

    小小几行代码,背后有大学问,这里就把几点重要的地方阐明一下,

    首先,signal序列代码中,pthread_cond_signal和pthread_mutex_unlock可以对调,各有利弊参见APUE 11章习题4,以及百度百科词条(pthread_cond_signal),两种写法各有利弊,linux下变成推荐本文开头的写法。

    其次,我们始终假定,signal会通知到 不止一个线程。这里会涉及到调度问题,不再详述。

    最后,cond_wait是原子的。phtread_cond_wait 的内部实现(注意不是外部通常程序的加解锁)可以理解为如下几个步骤:

    1 unlock mutex
    2 sleep & wait for cond
    3 cond ok & return
    4 lock mutex

    解锁1和睡眠2是原子的,加锁3和唤醒4是原子的. 原子就是指线程在执行相关步骤时,不会被切换出去。如果不原子会有什么问题呢?

    1~2  解锁和睡眠是原子的:lock --> 检查变量不满足 --> unlock --> sleep;如果变量的改变以及通知事件发生在unlock和sleep中间,那么你不会检测到,也就是错过了这次通知.
    3~4  加锁和唤醒是原子的:wakeup -- > lock ----> 检查变量是否满足条件:如果在wakeup之后,在lock之前,其他线程可以修改数据,导致我们Lock后检查的数据可能与我们被唤醒的通知不是一个通知,也就是被1号通知唤醒,却检查了2号通知对变量的改变。

    也就是说,如果1~2之间wait线程切出去了,那么他将因此损失一次本来可能属于自己的唤醒条件。

    你也许会问,SMP条件下,两个线程同时运行,发出signal的线程和wait线程同时进行,1~2之间还是会发生可满足条件导致miss啊?但是,要明白,这个miss事件不是wait线程自己切换造成的,况且,在下次while判断时候,会接到这个提醒——如果,没有同事wait的其他线程的改变。同理,如果3~4之间发生事件(也是第三方线程知识),使本来可满足的条件变为不满足,则下次while循环也能判断出来。

    假如有多个线程都在wait,那么wait的线程之间会影响彼此的判断,但是,这就是你允许多个wait的必须前提啊?!这还有神马可解释的呢!

    关于while循环的作用 参见 http://blog.csdn.net/joogle/article/details/8010245

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