pthread_cond_wait（条件变量）如何只解锁所有线程一次，而不是多次？

Question

我已经成功实现了一个生产者线程和 2 个工作线程或消费者线程。

生产者线程使用pthread_cond_broadcast广播条件。工作线程被 pthread_cond_wait.

阻塞

代码看起来像这样：

线程 1（生产者线程）：

pthread_mutex_lock
pthread_cond_broadcast
pthread_mutex_unlock

线程 2（Worker/Consumer 线程）：

work = 1
while(1)
{
  pthread_mutex_lock
  while(!work)
  {
    work = 1;
    pthread_cond_wait
  }

  // Thread operation
  work = 0;
  pthread_mutex_unlock
}

线程 3（Worker/Consumer 线程）：

work = 1
while(1)
{
  pthread_mutex_lock
  while(!work)
  {
    work = 1;
    pthread_cond_wait
  }

  // Thread operation
  work = 0;
  pthread_mutex_unlock
}

我的问题是为什么线程 2 或线程 3 不重新执行自身？

换句话说，当条件被线程 1 广播时，假设线程 2 首先解除对条件的阻塞，执行线程操作并调用 thread_cond_wait 并阻塞自己。

现在线程 3 根据条件解除阻塞，执行线程操作并调用 thread_cond_wait 并阻塞自身。

此时两个线程都阻塞等待条件，那么条件变量是不是重置了？如果是这样，它怎么知道什么时候重置，而不是 2 个工作线程，我可以有 5 个工作线程？

为什么线程 2 和线程 3 不在相同条件下再次解除阻塞？

我想知道内部机制，关于线程如何针对特定条件只解除阻塞一次，直到发送新的广播才解除阻塞。

我曾尝试阅读相关内容，但我只能看到，如果发送条件广播，则所有等待该条件的线程都将畅通无阻。我不明白的是为什么同一个线程不会多次解除对同一个条件的阻塞？

我已经尝试查看 pthread_cond_t，但没有得到任何线索。

对于我的不足或想法错误的任何帮助或建议，将不胜感激。

谢谢

Answer 1

My question is why does Thread 2 or Thread 3 does not re-execute itself ?

因为条件变量不是这样工作的。

In other words, when the condition was broadcasted by Thread 1, lets say Thread 2 unblocks on the condition first, performs thread operation and calls thread_cond_wait and blocks itself.

Now Thread 3 unblocks on the condition, performs thread operation and calls thread_cond_wait and block itself.

At this point of time, both the threads are blocked waiting for the condition, so is the condition variable reset ?

这个问题表明由条件变量表示的状态模型很差，因为答案是肯定的和否定的。实现细节可能有很大差异，但理论上，CV 管理的主要状态由 "wait set" 当前等待 CV 的线程组成。这些线程无法继续，即它们在 CV 上被阻止。

可以对简历执行三种主要操作：

线程可以通过对其执行 "wait" 操作将自己添加到 CV 的等待集中，从而导致自己在 CV 上阻塞。
一个线程可以通过对其执行 "notify" 操作来导致由 CV 选择的另一个线程从 CV 的等待集中（如果非空）删除。就 CV 而言，两个线程都有资格继续进行。
线程可以通过对其执行 "broadcast" 操作来清空 CV 的等待集。

CV 不携带指示它们是否已收到信号的持久状态。他们只知道他们的等待集和（在 pthreads 的实现中）一个互斥量，从等待集中删除的线程必须先获取该互斥量才能 return 从等待操作中进行。无需重置 CV 来准备接受更多线程进入其等待集。

If so, how does it know when to reset, as instead of 2 worker threads, I could have 5 worker threads ?

它不重置，在任何意义上都与已经描述的操作不同。任何等待它的线程都会被添加到等待集中，并且只要它留在那里就没有资格被调度。 CV 上的任何信号和广播操作都会自动影响执行操作时的等待集。从等待集中移除的线程不再在 CV 上被阻塞，但它们可能会在获取关联的互斥体时被阻塞。

Why doesn't Thread 2 and Thread 3 unblock themselves again for the same condition ?

因为条件变量不是这样工作的。

线程 2 和 3 再次等待是 CV 支持的唯一一种重置。那些已被重新添加到等待集中的线程，没有理由认为它们会在对该 CV 执行（另一个）信号或广播操作之前继续进行。没有过去信号/广播的记忆，只有等待集的当前内容。

pthread_cond_wait（条件变量）如何只解锁所有线程一次，而不是多次？

How does pthread_cond_wait (conditon variable) unblock all threads only once, not multiple times?

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