为什么 pthread_condition 变量被挂起？

Question

刚开始学习pthread条件变量。但是下面的代码没有按预期工作。

#include<iostream>
#include<pthread.h>

using namespace std;

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t count_threshold_cv = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
int count=0;


void *inc_func(void *arg)
{
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    int c;

    while(1)
    {
        cin>>c;
        if(c==8){ 
            pthread_cond_signal(&count_threshold_cv);break;}
    }

    cout<<"inc count reached 8"<<endl;
    pthread_mutex_unlock(&mutex);

}

void *watch(void *arg)
{
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    while(1){
        pthread_cond_wait(&count_threshold_cv,&mutex);
        break;
    }
    cout<<"This executed"<<endl;
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
}

int main()
{
    pthread_t id[26];
    pthread_create(&id[0],NULL,inc_func,NULL);
    pthread_create(&id[1],NULL,watch,NULL);

    int i;
    for(i=0;i<2;i++)
    {
        pthread_join(id[i],NULL);
    }

}

当输入为 8 时，此代码会在“inc count reached 8”处挂起？我无法理解。我的理解哪里错了？

Answer 1

交换线程的执行顺序：

pthread_create(&id[1],NULL,watch,NULL);
pthread_create(&id[0],NULL,inc_func,NULL);

如果您运行 thread0 作为第一个，thread1 永远不会超过互斥锁，因此它不会开始等待。比 thread0 结束，然后 thread1 执行 pthread_cond_wait()，但是没有线程可以做 signal.

如果你先开始thread1，它就会进入等待部分。

Answer 2

这里重要的是 pthread_cond_signal 将解除阻塞至少一个在该条件变量上阻塞的线程（这意味着当前在同一条件下调用 pthread_cond_wait 时阻塞的线程多变的）。如果在一个线程调用 pthread_cond_signal 时没有其他线程在等待该条件，那么基本上什么也不会发生。

记住这一点，你的程序流程是这样的：

创建并启动第一个线程；
第一个线程调用 inc_func()，它首先锁定互斥体；
inc_func()一直等待输入数字8，一直保持互斥量锁定；
在此期间的某个时间，但大多数时候可能是在 inc_func 设法锁定互斥锁之后，创建了第二个线程；
第二个线程也试图在函数开始时锁定互斥量，但由于第一个线程已经将其锁定而被阻塞；
在某个时候，您输入 8 并且条件从线程 1 发出信号； 线程 2 尚未等待此条件，因此它在尝试锁定互斥量时仍处于阻塞状态；
第一个线程最终释放了互斥量，因此线程 2 锁定了它，然后阻塞在 pthread_cond_wait。

此时，线程1已经完成，线程2阻塞等待条件信号，主线程正在等待它完成。没有其他人发出这种情况的信号，所以你挂了。

对于可能大部分时间有效的快速修复，您可以尝试更改启动线程的顺序（首先启动 watch 线程）。但是请记住并理解为什么我可能和 大多数时候 使用粗体。解决此问题的正确方法是重新考虑您的锁定策略：将互斥体锁定在尽可能小的范围内，并将它们锁定的时间尽可能短。

Answer 3

正确的解决方案是让 watch 线程仅在其等待的条件尚未发生时才等待。

条件似乎是 c == 8（因为这就是发出的信号），因此您需要将 c 变量设置为全局变量，以便它在线程之间共享，然后更改watch 待办事项：

void *watch(void *arg)
{
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    while (c != 8) {
        pthread_cond_wait(&count_threshold_cv, &mutex);
    }
    cout<<"This executed"<<endl;
    pthread_mutex_unlock(&mutex);

    return 0;
}

现在哪个线程先运行并不重要：无论哪种方式，您的代码都是正确的。这是使用条件变量的正确方法：一般来说，服务员应该这样做：

pthread_mutex_lock(&mutex);

while (!condition)
    pthread_cond_wait(&cond, &mutex);

/* ... */

信号员应该这样做：

pthread_mutex_lock(&mutex);

/* ... something that potentially makes condition true ... */

pthread_cond_broadcast(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);

为什么 pthread_condition 变量被挂起？

Why pthread_condition variable getting hanged?

c++

pthreads

condition-variable