如何在Ruby中按顺序执行线程

Question

我有一个作业，我有 2 个数字（a 和 b）和一个计数（n）。我需要首先生成随机数，这将是每个线程休眠的时间。然后，每个线程分别计算 a 和 b 的和、差、乘积和除法，并重复 n 次。例如：

a = 10
b = 2
n = 2

SUM: 12
DIFFERENCE: 8
PRODUCT: 20
DIVISION: 5

SUM: 12
DIFFERENCE: 8
PRODUCT: 20
DIVISION: 5

在每一行之间，程序会休眠几秒钟。顺序必须是和、差、积和除。我不能重复使用队列或杀死/生成线程。我的第一个想法是使用 4 个条件变量来指示线程需要运行的顺序。我想出了这个：

mutex = Mutex.new
resources = Array.new(4) { ConditionVariable.new }

t1 = Thread.new do
  mutex.synchronize do
    puts "Thread 1"
    sleep(3)
    resources[0].signal
  end
end

t2 = Thread.new do
  mutex.synchronize do
    resources[0].wait(mutex)
    puts "Thread 2"
    sleep(3)
    resources[1].signal
  end
end

t3 = Thread.new do
  mutex.synchronize do
    resources[1].wait(mutex)
    puts "Thread 3"
    sleep(3)
    resources[2].signal
  end
end

t4 = Thread.new do
  mutex.synchronize do
    resources[2].wait(mutex)
    puts "Thread 4"
    sleep(3)
  end
end

t1.join
t2.join
t3.join
t4.join

但我遇到了这个死锁错误：main.rb:39:in 'join': No live threads left. Deadlock? (fatal)

这种方法可行吗？我应该怎么做才能修复它？还有其他更好的方法吗？

Answer 1

我不是红宝石专家，但在我使用过的所有其他语言中，“条件变量”这个名称是用词不当。对于任何其他所谓的“变量”，我们期望如果一个线程更改它，其他线程可以稍后出现并看到它已更改。这不是条件变量是如何工作的。

当线程 A“通知/发出信号”一个条件变量时，它会“唤醒”已经在等待的其他线程，但如果此时没有其他线程发生在等待，则发出信号/notification 什么都不做。

条件变量不记住通知。

以下是我认为可能发生的情况：

t1 线程锁定互斥体，然后休眠。

其他三个线程都启动了，在等待互斥锁时都被阻塞了。

t1 线程从sleep(3) 返回，它向条件变量发出信号。但是，条件变量不记得通知。其他线程都无法到达它们的wait(mutex) 调用，因为它们都仍在尝试通过mutex.synchronize。通知丢失。

t1 线程离开同步块，其他线程一个接一个地进入它们的同步块，直到它们都在等待信号。

同时，主线程一直挂在t1.join()。该调用在t1 线程结束时返回，但随后主线程调用t2.join() t2 正在等待信号，t3 正在等待信号，t4 正在等待信号，并且主线程正在等待让t2死。

没有更多实时线程。

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再说一次，不是 ruby​​ 专家，但在所有其他语言中，使用条件变量等待某个“条件”的线程必须执行以下操作：

# The mutex prevents other threads from modifying the "condition"
# (i.e., prevents them from modifying the `sharedData`.)
mutex.lock()

while ( sharedData.doesNotSatisfyTheCondition() ) {

    # The `wait()` call _temporarily_ unlocks the mutex so that other
    # threads may make the condition become true, but it's _guaranteed_
    # to re-lock the mutex before it returns.
    conditionVar.wait(mutex)
}

# At this point, the condition is _guaranteed_ to be true.
sharedData.doSomethingThatRequiresTheConditionToBeTrue()

mutex.unlock()

这里发生的最重要的事情是，如果条件已经为真，调用者不等待。如果条件已经为真，那么通知可能已经发生。我们错过了它，如果我们现在等待它，我们可能会永远等待。

另一个重要的事情是，在我们等待并收到通知后，我们再次检查条件。取决于编程语言的规则、操作系统和程序的架构； 可能wait() 可能会提前返回。

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使条件变为真很简单：

mutex.lock()
sharedData.doSomethingThatMakesTheConditionTrue()
conditionVar.notify()
mutex.unlock()