使用 pthreads 互斥量和条件变量

Question

我正在寻求帮助的问题写在第 1 点。 7. 在此之前，我描述一下我的代码结构。

1. 从main()，创建了两个线程thread1和thread2，并分别初始化为两个函数fun1()和fun2()。
2. 我有一个名为 lock_mutex 的互斥体和名为 cond1、cond2、cond3 和 cond4. 的条件变量
3. 我将全局布尔变量 var1、var2、var3 和 var4 都初始化为 false。

4. fun1() 如下：

   void fun1(){
   while(1){
   pthread_mutex_lock(&lock_mutex);
   while(var1 is false)
       pthread_cond_wait(&cond1,&lock_mutex);
   //do some work
   set var3 = true;
   pthread_cond_signal(&cond3);
   set var1=false;
   pthread_mutex_unlock(&lock_mutex);
   }
   }
   

5. fun2()如下：

   void fun2(){
   while(1){
   pthread_mutex_lock(&lock_mutex);
   while(var2 is false)
       pthread_cond_wait(&cond2,&lock_mutex);
   //do some work
   set var4 = true;
   pthread_cond_signal(&cond4);
   set var2=false;
   pthread_mutex_unlock(&lock_mutex);
   }
   }
   

6. 我的代码中有一些函数保存lock_mutex，做一些工作并在适当的时候发出cond1 和cond2 的信号，就像这样（每个都是一个单独的函数）：

功能A：

    pthread_mutex_lock(&lock_mutex);
    //do some work
    set var1= true;
    pthread_cond_signal(&cond1);
    pthread_mutex_unlock(&lock_mutex);

功能B：

pthread_mutex_lock(&lock_mutex);
//do some work
set var2= true;
pthread_cond_signal(&cond2);
pthread_mutex_unlock(&lock_mutex);

函数 C：

pthread_mutex_lock(&lock_mutex)
//do some work
while(var3 is false)
pthread_cond_wait(&cond3,&lock_mutex);
//do more work
set var3=false;
pthread_mutex_unlock(&lock_mutex);

功能 D：

pthread_mutex_lock(&lock_mutex)
//do some work
while(var4 is false)
pthread_cond_wait(&cond4,&lock_mutex);
//do more work
set var4= false;
pthread_mutex_unlock(&lock_mutex);

7.fun1() 和 fun2() 由函数 A 和函数 B 重复发出信号。我希望 fun1() 和 fun2() 在每次发出信号时调用函数 C 和函数 D。

但是fun1() 和fun2() 只是第一次被唤醒。之后，它们进入while循环，获取锁并无限期等待信号，尽管有信号也不会唤醒。

我无法理解此问题的原因，非常感谢任何建议。如果有针对此类程序的任何好的调试技术/工具，也请向我介绍。

在此先感谢您。

Answer 1

这听起来像是一个僵局。

如果一个线程获得一个互斥锁，然后等待一个变量被设置， 另一个线程如何获取互斥锁来设置变量？

Answer 2

Graves 先生的问题的答案是 pthread_cond_wait 在阻塞时自动解锁互斥锁。

Answer 3

发信号通知条件变量并不意味着阻塞线程获得了锁并立即开始运行，它意味着它被唤醒了，当调度程序希望时，它会给阻塞线程CPU时间。

所以，我认为这里发生的情况如下：

• function B 信号 cond2。
• fun2 被唤醒，将 var4 设置为 true，发出信号 cond4，将 var2 设置为 false，释放互斥体。
• fun2 重新获取互斥体并重新释放它，等待 cond2 以使 var2 变为 true。
• function B 获取互斥体，将 var2 设置为 true，发出信号 cond2
• fun2 被唤醒，设置var4 为真，信号cond4，设置var2 为假，释放互斥体。
• 现在cond4 的两个信号已合并为一个。