协助对 pthread_cond_wait() 的错误理解

Question

我对条件变量以及如何使用它们的理解显然存在缺陷。我的意图是拥有一个生产者和多个消费者线程，但我可以用一个生产者和一个消费者来证明我的问题。

有一个名为work 的共享变量受互斥锁和条件变量保护。生产者设置了work 变量并表示它已准备就绪，但消费者线程永远无法运行？

如果程序正常运行，它应该打印this line never get's printed，但我得到的是consumer never did work...giving up。任何帮助将不胜感激

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
int work = 0;

void* consumer(void* ptr) {
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    while(1) {
        pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
        if (work == 0)
            continue;
        printf("this line never get's printed\n");
        work = 0;
        } 
    return NULL;
    }

int main() {
    pthread_t thr;
    pthread_create(&thr, NULL, consumer, NULL);
    sleep(1); /* give consumer moment to lock mutex */

    for(int ndx=0; ndx < 50; ndx++) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        if (work == 1) {
             printf("consumer never did work...giving up\n");
            return -1;
            }
        work = 1;
        pthread_cond_signal(&cond);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        }
    return 0;
    }

编译：

$ g++ -pthread simple.cpp -o simple

在 Debian 7.9 上运行（也在 CentOS 6.7 上重现）

$ getconf GNU_LIBPTHREAD_VERSION
NPTL 2.13

$ g++ --version
gcc version 4.7.2 (Debian 4.7.2-5)

Answer 1

您的问题是，尽管您的消费者线程在继续之前等待生产者生产，但生产者并不同样等待消费者消费。仅仅因为生产者调用pthread_cond_signal() 并不意味着将立即调度等待该条件变量的线程，尤其是因为生产者线程在调用时已锁定关联的互斥锁。消费者在锁定互斥体之前无法恢复，而且完全合理的是，虽然生产者线程解锁了它，但它也会循环循环并在消费者继续之前再次锁定它。

您可以使用相同的条件变量或与相同互斥锁关联的另一个条件变量，以允许消费者向生产者发出可以继续进行的信号。

Answer 2

总结我的cmets：

1。线程之间共享的数据应该（阅读：必须）始终声明为volatile；在你的情况下，它应该是volatile int work = 0;。 （已移除，见 cmets）

1. pthread_cond_signal 和 pthread_mutex_unlock 都不保证何时任何等待线程继续。因此很可能消费者没有机会在生产者的work = 1; 和if (work == 1) 之间运行。