详解条件变量

一年多过去啦,一段时间没有posix多线程的东西,又忘记的差不多略,我打记性咋这么差,丝毫记不起来怎么用啦,还是不如烂笔头啊。

大家都知道条件变量需要配合mutex一起使用,往往是这样的:
lock->signal->unlock,  而另一边呢是:

lock->wait->unlock. 

在调用pthread_cond_wait(cond,mutex)时的执行顺序是这样的:
1. 首先获取外面的mutex, 然后当前wait push 到一个等待的queue里面,然后释放锁。但是你看wait的后面又是unlock释放mutex,这不重复啦吗?

    并不是这样,请继续往下看.

2.  pthread_cond_signal 首先获取mutex, 然后通过条件变量发送消息,立刻释放mutex。

3.  wait获取signal的消息,重新再获取mutex, 然后执行

 

在研究pthread_cond_wait的时候总是会听到一局,wait结束后会重新获取锁,这句话很忽悠人,弄来好久才绕过来。

pthread_cond_wait(cond, mutex), 可以展开来理解:

pthread_mutex_unlock(mtx); 当然unlock之前把当前waitpush到queue里面
pthread_cond_wait(cond);
pthread_mutex_lock(mtx);

从知乎上搜索也发现,有大神说:正是因为程序员发现unlock, wait, lock这三个操作始终得在一起,于是才提供略这个api来完成这三个动作。

一个完整的顺序是这样的:

A:
pthread_mutex_lock(mtx);   -- a1 

pthread_cond_wait(cond, mtx); 这一步需要展开:

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先执行,顺序是:
a1->a2->a3->b1->b2->a4->a5

如果B先执行,顺序是:

b1->b2-b3->a1->a2->a3, 不会进入a4,而是等待新的signal过来,之前一次的已经扔掉拉

 

为什么需要加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线程在调用cond_wait时,还没有进入wait_cond的状态, 然后线程2立马就调用啦cond_signal, 也就是signal比wait要快,这个时候cond_signal就丢失拉,使用啦mutex,则必须等到cond_wait的mutex释放后,然后线程2获取mutex, 然后才能调用cond_signal. 

cond_signal为什么要放在mutex中间呢,放在unlock后面会怎么样呢?

pthread_mutex_lock(&m_mutex);   

xxxxxxx...
pthread_mutex_unlock(&m_mutex); 
pthread_cond_signal(&m_cond); 

假如signal之前释放锁,这个时候有个低优先级的任务正在等待mutex, 而这个signal消息本是为啦去trigger一个更高优先级的线程的,这样就会出现低优先级抢占高优先级任务的现象,如果放在中间,则会先保证成功trigger本次需要trigger的任务后,然后释放锁,然后是其任务获取这个锁。

放在中间有没有问题呢?其实也有:

pthread_mutex_lock(&m_mutex);   
pthread_cond_signal(&m_cond); 
pthread_mutex_unlock(&m_mutex); 

在某些线程的实现中,会造成等待线程从内核中唤醒(收到cond_signal)后又回到内核空间(出发cond_wait线程后然后又会获取mutex),会有性能问题。 

 
posted @ 2017-01-19 23:21  Magnum Programm Life  阅读(606)  评论(0编辑  收藏  举报