詳解條件變數

2021-09-07 23:17:15 字數 2397 閱讀 3396

一年多過去啦,一段時間沒有posix多執行緒的東西,又忘記的差不多略,我打記性咋這麼差,絲毫記不起來怎麼用啦,還是不如爛筆頭啊。

lock->wait->unlock. 

在呼叫pthread_cond_wait(cond,mutex)時的執行順序是這樣的:

1. 首先獲取外面的mutex, 然後當前wait push 到乙個等待的queue裡面,然後釋放鎖。但是你看wait的後面又是unlock釋放mutex,這不重複啦嗎?

並不是這樣,請繼續往下看.

2.  pthread_cond_signal 首先獲取mutex, 然後通過條件變數傳送訊息,立刻釋放mutex。

3.  wait獲取signal的訊息,重新再獲取mutex, 然後執行

在研究pthread_cond_wait的時候總是會聽到一局,wait結束後會重新獲取鎖,這句話很忽悠人,弄來好久才繞過來。

pthread_cond_wait(cond, mutex), 可以展開來理解:

pthread_mutex_unlock(mtx); 當然unlock之前把當前waitpush到queue裡面

pthread_cond_wait(cond);

pthread_mutex_lock(mtx);

從知乎上搜尋也發現,有大神說:正是因為程式設計師發現unlock, wait, lock這三個操作始終得在一起,於是才提供略這個api來完成這三個動作。

乙個完整的順序是這樣的:

a:

pthread_mutex_lock(mtx); --a1

pthread_cond_wait(cond, mtx); 這一步需要展開:

pthread_mutex_unlock(mtx); --a2

pthread_cond_wait(cond); --a3

pthread_mutex_lock(mtx); --a4

pthread_mutex_unlock(mtx);    -- a5

b:

pthread_mutex_lock(mtx); --b1

pthread_cond_signal(cond); --b2

pthread_mutex_unlock(mtx); -- b3

如果a先執行,順序是:

a1->a2->a3->b1->b2->a4->a5

如果b先執行,順序是:

b1->b2-b3->a1->a2->a3, 不會進入a4,而是等待新的signal過來,之前一次的已經扔掉拉

為什麼需要加mutex???

in thread1:

pthread_mutex_lock(&m_mutex);

pthread_cond_wait(&m_cond,&m_mutex);

pthread_mutex_unlock(&m_mutex);

in thread2:

pthread_mutex_lock(&m_mutex);

pthread_cond_signal(&m_cond);

pthread_mutex_unlock(&m_mutex);

假如1執行緒在呼叫cond_wait時,還沒有進入wait_cond的狀態, 然後執行緒2立馬就呼叫啦cond_signal, 也就是signal比wait要快,這個時候cond_signal就丟失拉,使用啦mutex,則必須等到cond_wait的mutex釋放後,然後執行緒2獲取mutex, 然後才能呼叫cond_signal. 

cond_signal為什麼要放在mutex中間呢,放在unlock後面會怎麼樣呢?

pthread_mutex_lock(&m_mutex);   

******x...

pthread_mutex_unlock(&m_mutex);

pthread_cond_signal(&m_cond);

假如signal之前釋放鎖,這個時候有個低優先順序的任務正在等待mutex, 而這個signal訊息本是為啦去trigger乙個更高優先順序的執行緒的,這樣就會出現低優先順序搶占高優先順序任務的現象,如果放在中間,則會先保證成功trigger本次需要trigger的任務後,然後釋放鎖,然後是其任務獲取這個鎖。

放在中間有沒有問題呢?其實也有:

pthread_mutex_lock(&m_mutex);   

pthread_cond_signal(&m_cond);

pthread_mutex_unlock(&m_mutex);

在某些執行緒的實現中,會造成等待執行緒從核心中喚醒(收到cond_signal)後又回到核心空間(出發cond_wait執行緒後然後又會獲取mutex),會有效能問題。 

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