C Pthread: 运行 only 10 threads simultaneously (这里有什么问题)

Question

所以我对 C 中 pthread 的整个概念还很陌生，但请听我说完。我有以下代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>


static pthread_mutex_t  mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

static pthread_cond_t   endCond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
static pthread_cond_t   startCond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

void * threadThingy(void * n){
    pthread_cond_wait(&startCond, &mutex);
    printf("%d: RAND: %d\n", *((int*)n), rand());

    //Lock mutex before broadcasting to main thread
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    pthread_cond_broadcast(&endCond);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);


    free(n);
    fflush(stdout);
    return 0;
}


int main(void){
    printf("Starting\n");
    pthread_t threads[100];
    int i = 0;

    while(i < 10){
        int *arg = malloc(sizeof(int));
        *arg = i;
        pthread_create(&threads[i], NULL, threadThingy, arg);
        i++;
    }

    pthread_mutex_lock(&mutex);
    pthread_cond_broadcast(&startCond);

    int finished = 0;

    while(finished <= 100){
        pthread_cond_wait(&endCond, &mutex);

        //Lock mutex so no other requests can come in
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        finished++;

        int *arg = malloc(sizeof(int));
        *arg = 11;
        pthread_create(threads[i], NULL, threadThingy, arg);
        i++;
        pthread_cond_broadcast(&startCond);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);

    }

    printf("Stopping\n");

    sleep(1000);
}

整个目标是运行（仅）100 个线程中同时有 10 个线程。我的想法是启动 10 个线程，而不是等到一个线程完成后再启动另一个线程。所以我让程序等到一个线程 returns，然后我启动一个新线程，以便替换刚刚返回的线程。我错过了什么？因为现在我只得到这个作为输出：

Starting 0: RAND: 1804289383

Answer 1

在你的线程运行的函数中，你开始等待一个条件，但你之前忘记使用互斥量。所以你首先必须在等待条件之前获取互斥锁。

你遇到了我们所说的死锁。

发生的情况是：

第一个线程唤醒（pthread_con_wait 函数已经为您获取了锁）
然后您再次尝试获取锁 => 死锁，因为您已经拥有锁，所以您自己有点死锁。

Answer 2

正如 Lavigne958 所提到的，在函数 threadThingy() 中存在由 pthread_cond_wait() 引起的死锁，因为它将获取锁。同样，您正试图将其锁定在下一行。这导致了死锁。

有几件事需要检查：

你需要在调用pthread_cond_wait()之前锁定互斥锁。
如果解决了上述问题，使用具有相同互斥量的多个条件变量可能会导致进一步的死锁。
如果您不加入线程，最好使用 PTHREAD_CREATE_DETACHED 属性创建分离线程。

N个线程的问题运行同时可以用一个信号量或一个条件变量（和一个互斥量）来解决。下面给出了带有信号量的示例。

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

sem_t mysem;
#define NUM_CONCURRENT_THREADS 4
#define MAX_THREADS 40

void *thread(void *arg)
{
        printf("Thread id %ld: started\n", pthread_self());
        sleep(5); // Do some work
        printf("Thread id %ld: Exiting\n", pthread_self());
        sem_post(&mysem);
        return NULL;
}


int main()
{
        pthread_t t[MAX_THREADS];
        pthread_attr_t attr;
        int rc, i = 0;

        sem_init(&mysem, 0, NUM_CONCURRENT_THREADS);
        rc = pthread_attr_init(&attr);
        rc = pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);

        printf("\nParent begin\n");
        while(i < MAX_THREADS)
        {
                sem_wait(&mysem);
                pthread_create(&t[i], &attr, thread, NULL);
                i++;
        }
        printf("\nParent end.\n");

        sem_destroy(&mysem);
        return 0;
}

请查看博客 Tech Easy 了解有关线程的更多信息。

C Pthread: 运行 only 10 threads simultaneously (这里有什么问题)

C Pthread: Running only 10 threads simultaneously (what is the problem here)

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