语句中使用的 pthread 互斥锁变量

Question

首先，我有一种直觉，在 if 语句中，如果我正在使用该变量，它会被视为读取该变量，所以我也应该在那里用互斥锁锁定它（如果另一个 pthread 可能正在做一些事情用它）。我应该锁定它吗？

下面给出简化的示例情况。

在一个线程中，我使用以下语句：

if(event){
  // Should I or should I not lock event here to use it
  // inside if statement?
  pthread_mutex_lock(&mutex_event);
  event = 0;
  pthread_mutex_unlock(&mutex_event);
  // blah blah code here
  // blah blah code here
  // blah blah code here
}

在我正在做的另一个线程中

pthread_mutex_lock(&mutex_event);
event = 1;
pthread_mutex_unlock(&mutex_event);

第二个问题，如果我确实需要锁定它，我应该如何以优雅的程序员方式来做呢？换句话说，什么是一般约定。我不喜欢下面的想法，因为我必须等待“if”中的所有行执行才能再次解锁互斥锁。

pthread_mutex_lock(&mutex_event);
if(event){ 
  event = 0;
  // blah blah code here
  // blah blah code here
  // blah blah code here
}
pthread_mutex_unlock(&mutex_event);

我同意这个想法，但它可能看起来更漂亮：

pthread_mutex_lock(&mutex_event);
if(event){    
  event = 0;
  pthread_mutex_unlock(&mutex_event);
  // blah blah code here
  // blah blah code here
  // blah blah code here
}
else
{
  pthread_mutex_unlock(&mutex_event);
}

我发现使用 while 循环会变得更棘手，这是我得到的原始解决方案：

pthread_mutex_lock(&mutex_event);
store_event = event; // store_event is local
pthread_mutex_unlock(&mutex_event);
while(store_event){ 
  // blah blah code here
  // blah blah code here
  // blah blah code here
}

Answer 1

每个对共享变量的访问——写和读——都应该受到保护。互斥锁还有多少是个人问题 - 平衡开销、使用变量的原子性和代码的清晰度。

另外，你不想在受保护的区域里花很长时间，所以如果你在一段很长的代码中同步一个变量两次，你不想锁定整个大段受限。

有些读取明显有问题：

pthread_mutex_lock(&mutex_event);
if(event){ 
  event = 0;
  pthread_mutex_unlock(&mutex_event);
  // blah blah code here
  // blah blah code here
  // blah blah code here
}
else pthread_mutex_unlock(&mutex_event); //awful, a hundred lines below the opening.

在这种情况下，最好留下不同的“同步区域”，并对变量的本地副本进行操作。

pthread_mutex_lock(&mutex_event);
event_copy = event;
data_copy = data;
state_copy = state;
pthread_mutex_unlock(&mutex_event);

if(event_copy){ 
  // blah blah code here
  // blah blah code here
  event_copy = 0;
  // blah blah code here
}
// blah blah code here

pthread_mutex_lock(&mutex_event);
event = event_copy;
data = data_copy;
state = state_copy;
pthread_mutex_unlock(&mutex_event);

等等。

frequent 用于给定变量的这种方式不需要病房，没有忘记某些解锁的风险（例如缺少“else”语句！），并且您将工作捆绑在一起，最大限度地减少等待时间在互斥体中或锁定/解锁它们。

还要记住：不要将同步数据丢失到缓存中，所有线程间变量都应该声明为volatile。否则，您的event 可能需要很长时间才能从一个线程传播到另一个线程。但是使用volatile 会破坏编译器的许多优化。通过制作非易失性本地副本，您可以减少围绕易失性变量所做的工作量，并允许优化器在所有副本上疯狂运行，而不会造成破坏。

Answer 2

是的，您确实需要对所有读取进行同步。

对于while() 循环，您可以使用此模式：

pthread_mutex_lock(&mutex_event);
while(event) {
  pthread_mutex_unlock(&mutex_event);
  // blah blah code here
  // blah blah code here
  // blah blah code here
  pthread_mutex_lock(&mutex_event);
}
pthread_mutex_unlock(&mutex_event);

..所以锁总是保持在这个条件下。

Answer 3

是的，您应该始终在读取或写入受保护变量之前锁定互斥锁。为避免代码混乱，同时尽量减少锁定时间，您应该将事件信息移动到可以在互斥锁解锁后使用的局部变量中，像这样

int do_blah = 0;

pthread_mutex_lock(&mutex_event);
if(event){
    event = 0;
    do_blah = 1;
}
pthread_mutex_unlock(&mutex_event);

if ( do_blah ) {
    // blah blah code here
    // blah blah code here
    // blah blah code here
}