多线程条件变量

Question

我正在研究哲学家进餐问题，其中 n 位哲学家轮流思考和进餐。我想要一个这样的版本，哲学家将按照他们的 id 顺序吃饭：0,1,2,3,4...，但我的线程一直被阻塞。我的线程从调用PhilosopherThread() 开始。

void putDownChopsticks(int threadIndex){
     //finished eating
     pindex++;
     pthread_cond_signal(&cond);
     pthread_mutex_unlock(&lock);
}

void pickUpChopsticks(int threadIndex){
     pthread_mutex_lock(&lock);
     while(pindex != threadIndex){
         pthread_cond_wait(&cond, &lock);
     } 
     //lets go eat
} 

void eating(){
     //put thread to sleep
}

void thinking(){
     //put thread to sleep
}

void* PhilosopherThread(void *x){
     int *index = x;
     thinking(); //just puts thread to sleep to simulate thinking
     pickUpChopsticks(*index);
     eating(); //just puts thread to sleep to simulate eating
     putDownChopsticks(*index);
     return NULL;
}

我在整理哲学家时遇到了一些麻烦。在线程被阻塞之前，我只能让前 2 个线程吃掉。

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编辑： 据我所知，我这样做是对的。我首先锁定互斥体，然后检查 pindex 是否是当前线程 id，如果不是，线程将等到 pindex 等于 id。然后线程可以去吃，一旦完成，我们增加 pindex，发出线程完成的信号，并解锁互斥锁。

Answer 1

此代码有时有效，有时无效。首先，由于您没有提供完整的程序，以下是我用于测试目的的缺失部分：

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

static pthread_cond_t cond;
static pthread_mutex_t lock;
static pindex;

/* ... your code ... */

int main () {
    int id[5], i;
    pthread_t tid[5];
    for (i = 0; i < 5; ++i) {
        id[i] = i;
        pthread_create(tid+i, 0, PhilosopherThread, id+i);
    }
    for (i = 0; i < 5; ++i) pthread_join(tid[i], 0);
    exit(0);
}

要注意的关键部分是如何唤醒下一位哲学家：

 pthread_cond_signal(&cond);

这个调用只会唤醒一个线程。但是，哪个线程由操作系统决定。因此，如果它没有唤醒应该唤醒的哲学家，则不会唤醒其他哲学家。

一个简单的解决方法是唤醒所有等待的线程，而不仅仅是一个。不匹配的哲学家会回去等待，下一个应该去的哲学家会去。

 pthread_cond_broadcast(&cond);

但是，由于每个线程都知道应该唤醒哪个哲学家，因此您可以更改解决方案以允许这种情况发生。一种方法是为每个哲学家实现一个单独的条件变量，并在下一个哲学家的条件变量上使用pthread_cond_signal()。