sem_init 和 pthread_mutex_init

Question

我正在编写 2 个类似的代码，用于使用互斥锁和信号量打印给定数字集中的奇数和偶数。两种代码都可以正常工作。

但是，在使用互斥锁时，即使我不声明 pthread_mutex_init 函数，程序仍然可以正常执行。但信号量并非如此。对于这种情况，我必须在 main() 中声明 sem_init，否则程序执行会卡在 sem_wait()（调试后发现）。

那么，在互斥锁的情况下，即使没有声明 init()，程序如何执行？

为了参考，我附上了信号量代码。

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

sem_t mutex;
pthread_t tid[2];
unsigned int shared_data[] = {23,45,67,44,56,78,91,102};
unsigned int rc;
int len=(sizeof(shared_data)/sizeof(shared_data[0]));
int i=0;

void *even(void *arg) {
    rc = sem_wait(&mutex);
    int temp = rc;
    if(rc)
        printf("Semaphore failed\n");

    do{
        if(shared_data[i] %2 == 0) {
            printf("Even: %d\n",shared_data[i]);
            i++;
        }
        else
            rc = sem_post(&mutex);
    }while(i<len);
}

void *odd(void *arg) {
    rc = sem_wait(&mutex);
    if(rc)
        printf("Semaphore failed\n");

    do {
        if(shared_data[i] %2 != 0) {
            printf("Odd: %d\n",shared_data[i]);
            i++;
        }
        else
            rc = sem_post(&mutex);
    }while(i<len);
}

int main() {
    sem_init(&mutex, 0,1);
    pthread_create(&tid[0], 0, &even, 0);
    pthread_create(&tid[1], 0, &odd, 0);

    pthread_join(tid[0],NULL);
    pthread_join(tid[1],NULL);

    sem_destroy(&mutex);

    return 0;
}

编辑：同时附上互斥锁代码。

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

pthread_t tid[2];
unsigned int shared_data []= {23,45,67,44,56,78,91,102};
pthread_mutex_t mutex;
unsigned int rc;
int len=(sizeof(shared_data)/sizeof(shared_data[0]));
int i=0;

void* PrintEvenNos(void *ptr)
{
    rc = pthread_mutex_lock(&mutex);
    if(rc)
        printf("Mutex lock has failed\n");
    do
    {
       if(shared_data[i]%2 == 0)
       {
         printf("Even:%d\n",shared_data[i]);
         i++;
       } else {
          rc=pthread_mutex_unlock(&mutex);
       }
    } while(i<len);
}

void* PrintOddNos(void* ptr1)
{
    rc = pthread_mutex_lock(&mutex);
    if(rc)
        printf("Mutex lock has failed\n");
    do
    {
       if(shared_data[i]%2 != 0)
       {
         printf("Odd:%d\n",shared_data[i]);
         i++;
       } else {
          rc=pthread_mutex_unlock(&mutex);
       }
    } while(i<len);
}

void main(void)
{   
    pthread_create(&tid[0],0,PrintEvenNos,0);
    pthread_create(&tid[1],0,PrintOddNos,0);

    pthread_join(tid[0],NULL);
    pthread_join(tid[1],NULL);
}

Answer 1

您有 sem_init 个要求 sem_t mutex;。

但是 pthread_mutex_init 缺少 pthread_mutex_t mutex; 的调用。

Answer 2

So, how in the case of mutex lock, even without declaring init(), the program executes?

这是undefined behavior, so there is no proper result. Per POSIX pthread_mutex_lock():

If mutex does not refer to an initialized mutex object, the behavior of pthread_mutex_lock(), pthread_mutex_trylock(), and pthread_mutex_unlock() is undefined.

"Appears to work" 是未定义行为的一种可能结果。

Answer 3

Both of the codes works fine.

不，他们没有；但首先：

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

这是你应该如何初始化你的互斥体。在您的系统上，此值可能为零，这相当于您拥有的值。不管怎样，问题是你的程序坏了。

您的一个线程（偶数、奇数）获得了锁。在偶数的情况下，当 i 为 0,1,2,5 或 6 时；你解锁它，这将允许 odd() 继续。在奇数的情况下，当 i 为 3、4、5 或 7 时，您将其解锁，这将允许 even() 继续。所以按照你的逻辑，锁什么都不做。

此外，信号量是计数器；所以当你释放它 5 次时，你允许接下来的 5 sem_waits 继续。简单的互斥量是门，所以只有第一个解锁有任何效果，随后的 4 个是错误。您不检查解锁的错误状态，这通常是发现逻辑错误的错误状态。

fwiw，在 macOS 上，pthread_mutex_lock() 都报告错误。

sem_init 和 pthread_mutex_init

sem_init and pthread_mutex_init

c

multithreading

mutex

semaphore