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线程同步心得

2008/6/19镜像同步9 回复

开发多线程的系统，难免会遇到同步问题。正确处理线程同步问题是程序运行的关键。而仅仅的通过加锁，还是过于简单，甚至低效。锁一般都配合条件变量来使用。这里面就需要深刻理解系统提供的那几个api函数了。（POSIX）下面看个例子咯。自己顺便写的，顺便验证一下。 #include <stdio.h> #include <pthread.h> #include <time.h> static int flag = 0; pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; pthread_cond_t cond1 = PTHREAD_COND_INITIALIZER; pthread_cond_t cond2 = PTHREAD_COND_INITIALIZER; void* sub(void* arg) { int i = *((int*)arg); printf("this is thread %d\n", i); while(1) { pthread_mutex_lock(&mutex); printf("i am thread %d, i get the lock!\n", i); while(flag == 0) { pthread_cond_wait(&cond1, &mutex); } printf("i am thread %d, i set flag to 0\n", i); flag = 0; pthread_mutex_unlock(&mutex); printf("i am thread %d, i unlock!\n", i); pthread_cond_signal(&cond2); sleep(1); } return NULL; } void* add(void* arg) { int i = *((int*)arg); printf("this is thread %d\n", i); while(1) { pthread_mutex_lock(&mutex); printf("i am thread %d, i get the lock!\n", i); while(flag == 1) { pthread_cond_wait(&cond2, &mutex); } printf("i am thread %d, i set flag to 1\n", i); flag = 1; pthread_mutex_unlock(&mutex); printf("i am thread %d, i unlock!\n", i); pthread_cond_broadcast(&cond1); //pthread_cond_signal(&cond); sleep(1); } return NULL; } int main() { pthread_t t1, t2, t3; int n1 = 1; int n2 = 2; int n3 = 3; pthread_create(&t1, NULL, sub, (void*)&n1); pthread_create(&t2, NULL, sub, (void*)&n2); sleep(4); pthread_create(&t3, NULL, add, (void*)&n3); pthread_join(t1, NULL); pthread_join(t2, NULL); pthread_join(t3, NULL); return 0; } 这个程序实现一个简单的功能。一个线程将flag设置成1，而另外两个线程将flag设置成0。这里面就涉及的同步的问题。对flag的操作需要加锁是毋庸置疑的。但是绝对不是简单加锁，然后操作那么容易。首先看线程1，2。如果执行程序，你会发现，屏幕上会打印出，线程1，2都获得锁的提示。这里面难道出错了么？锁不是只能由一个线程获得么？其实问题的关键就在，pthread_cond_wait. 这个函数过程比较复杂。首先他会释放锁，等待cond信号发生，进入sleep状态。这就是为什么线程2可以得到锁。2得到锁之后，同样也进入sleep状态。其中 while(flag == 0) { pthread_cond_wait(&cond1, &mutex); } 是必须的。当线程被唤醒的时候他必须要检查条件。这样做的目的有2。 1，因为线程可能错误的被唤醒。 2，考虑如果1线程首先被唤醒，且将flag设置为0，那么，等到2线程执行的时候，它就不能再进行设置。这有点类似生产者消费者的意思。一个生产者，每次生产一个对象，而又两个消费者。每次消费一个对象。所以当2醒来后，因该判断是否有对象消费，如果没有则继续等待唤醒。所有问题的关键就在于pthread_cond_wait的行为。首先是解锁，然后等待被唤醒，之后在加锁。也就是说，pthread_cond_wait调用之前，线程拥有锁，返回之后线程也拥有锁。如果仅仅是简单的这样操作，会造成混乱的： pthread_mutex_lock(&mutex); pthread_cond_wait(&cond1, &mutex); 同时要注意，一个信号量只能拥有一个锁，而一个锁可以给多个信号量。还有，pthread_cond_signal只能唤醒一个线程，到底是哪一个，又内核调度决定。 pthread_cond_broadcast唤醒所有线程。有可能会把不想唤醒的线程唤醒。此时的同步问题需要程序员解决。好比那个while判断。就看了这些了。hoho

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