没有IPC的线程间通信答案

【问题标题】：Communicating between threads without IPC没有IPC的线程间通信
【发布时间】：2013-12-23 16:49:17
【问题描述】：

考虑到我有两个线程：线程 1 和线程 2。我只是想和他们交流。线程 1 包含一个存储在指针中的值，线程 2 需要在该线程周围访问该指针值。

根据我的理解，我认为我们可以直接将指针从一个线程解引用到另一个线程。但是我朋友的建议是我只通过IPC机制访问值，而不是我的建议。

请对此发表评论。最好的方法是什么，为什么...？

【问题讨论】：

两个罐子中间有一根绳子怎么样？ ;-)
顺便说一句，您可能会使用线程之间的同步，而不是进程之间的通信！由于线程共享一个公共地址空间，因此通信是“免费的”......

【解决方案1】：

两个线程可以访问同一个变量，这很好。请注意synchronization issues。如果两个线程都写入该值，则有可能出现race condition。如果任一线程写入值non-atomically（这样数据的值不会始终处于一致状态），则其他线程可能会在其处于无效中间状态时读取该值。这些情况需要使用mutexes、semaphores 等同步原语来处理。

【讨论】：

那真是太好了。但是考虑这样一种情况，即 THREAD 1 将值写入指针而 THREAD 2 只读取它。在这种情况下，我的建议会奏效吗？
在那种情况下有一个问题 what 的值是，如果它是一个复杂类型的指针，你可能会发现部分写入状态（是你的写入 atomic) 简单地使用互斥锁来同步对资源的访问会更安全。通常，如果您有一个复杂类型，您可以将互斥体 添加到您的类型，结构的另一个成员，并对其进行操作，而无需传递第二个指针。
@RajanChennai：只有并发读取操作在没有同步的情况下是安全的！

【解决方案2】：

阅读好posix threads tutorial。然后您就会明白为什么在实践中使用同步原语如此重要（至少要从您的程序中获得可理解的行为）。

任何数据都可以在线程之间共享，因为它们都共享同一个公共address space。但是，您确实想要同步此类共享访问（因为如果没有显式同步，您无法知道一个线程何时看到另一个线程完成的更改；请阅读cache coherence）。一种常见的方法是为此使用mutexes。

稍微解释一下，用你的共享全局数据声明一个全局互斥锁：

pthread_mutex_t glob_mtx = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
static struct globaldata_st glob_data;

然后，要访问一些数据，例如

int sharednumber;
pthread_mutex_lock(&glob_mtx);
sharednumber = glob_data.number;
pthread_mutex_unlock(&glob_mtx);

为了原子地更新数据，增加它：

int sharednumber;
pthread_mutex_lock(&glob_mtx);
sharednumber = glob_data.number++;
pthread_mutex_unlock(&glob_mtx);

^{您将类似地序列化更新或对共享链表队列的访问等......}

不要羞于使用互斥锁，它们是quite fast。始终将 pthread_mutex_lock 与 pthread_mutex_unlock 配对 ....

请记住，同步错误很难找到，因为它们不可重现：它们是 heisenbugs。

在 Linux/x86-64 上使用 GCC 4.8，您可以使用 thread sanitizer 和 gcc -Wall -fsanitize=thread -g 来简化调试。

【讨论】：