将线程的结果与递增的共享变量和条件同步答案

【问题标题】：Synchronizing the result of threads with incremented shared variable and condition将线程的结果与递增的共享变量和条件同步
【发布时间】：2016-04-08 21:53:35
【问题描述】：

标题可能看起来不是特别清楚，但代码说明了自己：

int shared_variable;

int get_shared_variable() {
    int result;

    pthread_mutex_lock(&shared_variable_mutex);
    result = shared_variable;
    pthread_mutex_unlock(&shared_variable_mutex);

    return result;
}

void* thread_routine(void *arg) {
    while (get_shared_variable() < 5000) {
        printf();
        printf();
        sleep(2);

        int i = 0;
        while (pthread_mutex_trylock(&foo_mutexes[i]) != 0) {
            i++;

            pthread_mutex_lock(&foo_count_mutex);
            if (i == foo_count) {
                pthread_mutex_unlock(&foo_count_mutex);
                sleep(1); // wait one second and retry
                i = 0;
            }

            pthread_mutex_unlock(&foo_count_mutex);
        }

        pthread_mutex_lock(&shared_variable_mutex);
        shared_variable += 10;
        pthread_mutex_unlock(&shared_variable_mutex);
    }

    return NULL; 
}

我将thread_routine 传递给pthread_create（相当标准），但结果的同步存在问题。基本上，问题是第一个线程检查while条件，它通过了，然后另一个线程检查它，它也通过了。但是，当第一个线程完成并且shared_variable 达到 5000 时，第二个线程尚未完成并且它加起来另一个 10，最终结果变为 5010（或 NUM_OF_THREADS - 1 * 10，如果我运行两个以上）结束，而整个过程应该在5000结束。

另一个问题是，在// do some work 中，我在屏幕上输出了一些内容，因此循环中的整个内容在数据库术语中应该作为事务工作。我似乎无法弄清楚如何解决这个问题，但我想我缺少一些简单的东西。提前致谢。

【问题讨论】：

在关键部分完成之前，您不能释放互斥锁。您的关键部分需要包含both 读取和写入变量，并且需要在单个关键部分中完成。
@kaylum，这是否意味着关键部分应该是整个循环，并且考虑到我在// do some work 有很多工作，不会阻塞其他线程这么长时间来击败拥有它们的目的是什么？
这取决于你想如何安排它。通常，在您的情况下，循环体将是 CS。不包括循环条件本身。但是，是的，如果“一些工作”很长，那么可能会有问题。但这是一个性能问题，我们只讨论这个问题的正确性。如果您想讨论性能，那么您需要提出一个新问题，以准确显示“某些工作”做了什么，然后其他人才能解释如何更好地构建线程。
一般原则是使 CS 尽可能短，同时仍保持正确性。在您的情况下，您已经简短但不正确。但在不知道“某些工作”是什么的情况下，我们无法告诉您它的部分/全部是否属于 CS，或者是否可以完全从 CS 中排除。
我知道原理，这就是为什么我不喜欢包装这么多代码的原因。无论如何，我已经用更详细的代码编辑了这个问题。 sleep() 调用几乎是真实工作的准确模拟时间。

标签： c multithreading concurrency

【解决方案1】：

这个答案可能是也可能不是你所追求的。因为正如 cmets 中所解释的，您对程序预期行为的描述是不完整的。如果没有确切的预期行为，很难给出完整的答案。但是既然你问了，这里是基于所示代码的程序的可能结构。它说明的主要原则是shared_variable 的关键部分需要最小且完整。

int shared_variable;

void* thread_routine(void *arg) 
{
    while (1) {

        pthread_mutex_lock(&shared_variable_mutex);
        if (shared_variable >= 5000) {
            pthread_mutex_unlock(&shared_variable_mutex);
            break;
        }
        shared_variable += 10;  
        pthread_mutex_unlock(&shared_variable_mutex);

        /* Other code that doesn't use shared_variable goes here */

    }

    return NULL; 
}

【讨论】：