如何在 Ruby 中按顺序执行线程

Question

我有一个作业，其中有 2 个数字（a 和 b）和一个计数 (n)。我需要首先生成随机数，这将是每个线程休眠的时间。然后，每个线程分别计算 a 和 b 的和、差、积和除法，并重复 n 次。例如：

a = 10
b = 2
n = 2

SUM: 12
DIFFERENCE: 8
PRODUCT: 20
DIVISION: 5

SUM: 12
DIFFERENCE: 8
PRODUCT: 20
DIVISION: 5

在每一行之间，程序会休眠几秒钟。顺序必须是和、差、积和除法。我不能重复使用队列或 kill/spawn 线程。我的第一个想法是使用 4 个条件变量来指示线程需要运行的顺序。我想到了这个：

mutex = Mutex.new
resources = Array.new(4) { ConditionVariable.new }

t1 = Thread.new do
  mutex.synchronize do
    puts "Thread 1"
    sleep(3)
    resources[0].signal
  end
end

t2 = Thread.new do
  mutex.synchronize do
    resources[0].wait(mutex)
    puts "Thread 2"
    sleep(3)
    resources[1].signal
  end
end

t3 = Thread.new do
  mutex.synchronize do
    resources[1].wait(mutex)
    puts "Thread 3"
    sleep(3)
    resources[2].signal
  end
end

t4 = Thread.new do
  mutex.synchronize do
    resources[2].wait(mutex)
    puts "Thread 4"
    sleep(3)
  end
end

t1.join
t2.join
t3.join
t4.join

但我遇到了这个死锁错误：main.rb:39:in 'join': No live threads left. Deadlock? (fatal)

这种方法行得通吗？我应该怎么做才能解决它？还有其他更好的方法吗？

Answer 1

我不是 ruby 专家，但在我使用过的所有其他语言中，名称“条件变量”是用词不当。对于任何其他称为“变量”的东西，我们希望如果一个线程更改它，其他线程可以稍后出现并看到它已更改。那是不是条件变量的工作方式。

当线程A“notifies/signals”一个条件变量时，它将“唤醒”其他已经在等待的线程，但是如果没有其他线程发生等待在那一刻，signal/notification 什么都不做。

条件变量不记住通知。

这是我认为可能发生的情况：

t1 线程锁定互斥量，然后休眠。

其他三个线程全部启动，都在等待互斥体时被阻塞。

来自 sleep(3) 的 t1 线程 return，它向条件变量发出信号。但是，条件变量不记得通知。其他线程的 None 已经能够进行它们的 wait(mutex) 调用，因为它们都还在尝试通过 mutex.synchronize。通知已丢失。

t1 线程离开同步块，其他线程一个接一个地进入它们的同步块，直到所有线程都在等待信号。

同时，主线程一直挂在t1.join()。即在t1线程结束时调用returns，但随后主线程调用t2.join()t2正在等待信号，t3正在等待信号，t4 正在等待信号，主线程正在等待 t2 结束。

没有更多活动线程。

同样，不是 ruby 专家，但在所有其他语言中，使用条件变量等待某些“条件”的线程必须执行如下操作：

# The mutex prevents other threads from modifying the "condition"
# (i.e., prevents them from modifying the `sharedData`.)
mutex.lock()

while ( sharedData.doesNotSatisfyTheCondition() ) {

    # The `wait()` call _temporarily_ unlocks the mutex so that other
    # threads may make the condition become true, but it's _guaranteed_
    # to re-lock the mutex before it returns.
    conditionVar.wait(mutex)
}

# At this point, the condition is _guaranteed_ to be true.
sharedData.doSomethingThatRequiresTheConditionToBeTrue()

mutex.unlock()

这里最重要的事情是，如果条件已经为真，调用者不会等待。如果条件已经为真，则通知可能已经发生。我们错过了，现在再等，可能会等到永远。

另一件重要的事情是，在我们等待并收到通知后，我们再次检查条件。取决于编程语言的规则、操作系统和程序的体系结构；可能 wait() 到 return 过早。

使条件变为真很简单：

mutex.lock()
sharedData.doSomethingThatMakesTheConditionTrue()
conditionVar.notify()
mutex.unlock()

如何在 Ruby 中按顺序执行线程

How to execute threads in order in Ruby

ruby

multithreading

mutex