如果条件变量发出信号到锁定的线程怎么办？

Question

在下面的（伪）代码中，无论出于何种原因， cond可能会唤醒而不应该唤醒。 所以我在那里放了一个while循环。 当它确实唤醒时，它仍将消耗锁，因此可以保证在out()只有一个线程正在执行其工作。

但是，如果在out()有一个虚假的唤醒，同时in()向out()发出信号，那么会发生什么呢？然而在那个时刻out()已经因为虚假的唤醒而被锁定。 那么如果cond向锁定的线程发出信号会发生什么？

in()
    inLock.lock()
    isEmpty = false
    cond.signal()
    inLock.unlock()

out()
    outLock.lock()
    while isEmpty
        cond.wait(outLock)
    isEmpty = true
    outLock.unlock()

注意

好吧，为了100％安全，我知道我可以in()和out()使用单个互斥量，但是当输入和输出同时发生时，我使用的数据结构是100％安全的; 它是一种队列。 而且我认为在填充一些新数据时阻止从队列中读出的任何内容都是性能上的妥协，反之亦然。

我确实考虑过使用信号量，但问题是，无论出于何种原因，许多C和C ++库都没有实现信号量。

Answer 1

当in()线程设置isEmpty = false并且out()线程测试while (isEmpty)时，必须使用相同的互斥锁。 否则，这可能发生：

1. out()线程测试isEmpty ，发现它是真的;
2. in()线程将isEmpty设置为false并发出条件变量的信号（但是没有人醒来，因为没有人在等待）;
3. out()线程调用cond.wait()并永远阻塞，尽管队列不再是空的。

请注意，在这个序列中没有一个虚假的唤醒 - 它只是一个普通的老竞争条件。

只要您使用与测试isEmpty时相同的互斥锁更新isEmpty ，就不会发生此交错。

Answer 2

那么如果cond向锁定的线程发出信号会发生什么？

信号永远消失。 如果没有线程正在等待当信号pthread_cond_signal被调用，然后pthread_cond_signal什么也不做。

Answer 3

由于isEmpty正被两个不同的线程读取和修改，因此在不受保护的情况下访问它是错误的。 这主要是当你允许你在做什么， in和out用不同的锁实例。

在相同的条件变量上使用不同的锁实例违反了pthread_cond_wait()的POSIX API （强调我的）。

在同一条件变量上 使用多个互斥锁对并发pthread_cond_wait()或pthread_cond_timedwait() 操作的影响是未定义的 ; 也就是说，当线程等待条件变量时，条件变量将绑定到唯一的互斥锁，并且当等待返回时，此（动态）绑定结束。