pthread_mutex_wait多個生產者和消費者

Question

我所經歷的這個和這個鏈接。 基本上，他們正在討論為什么經典的單線程生產者使用者設計（帶有signal並wait不適用於多生產者方案）。 我有一個疑問困擾着我-

作者的論點
考慮參考代碼

char queue[MAX];  //global
int head = 0, tail = 0; //global
struct cv not_full, not_empty;
struct lock qlock;

void produce(char data) {
  acquire(&qlock);
  if ((head + 1) % MAX  ==  tail) {
    wait(&not_full, &qlock);   //line 1
  }
  queue[head] = data; //line 2
  head = (head + 1) % MAX;
  notify(&not_full);
  release(&qlock);
}

char consume(void) {
  acquire(&qlock);
  if (tail == head) {
    wait(&not_empty, &qlock);
  }
  e = queue[tail];
  tail = (tail + 1) % MAX;
  notify(&not_empty);
  release(&qlock);
  return e;
}

在上面的代碼中，如果有兩個生產者，則單個生產者將在兩個生產者線程中woken up line 1 （當隊列未滿時）。 因此，兩個生產者都可以添加到隊列中，從而導致隊列溢出。

我的疑問
一種。 我們使用互斥鎖保護隊列。 因此，即使在多個生產者線程上喚醒wait ，也只有一個生產者仍具有互斥鎖-因此從邏輯上講，只有一個生產者“擁有”權限要添加到隊列中。 因為當我們擺脫wait我們將擁有互斥量。

CAVET
我使用POSIX互斥鎖，cond var作為參考。 但是，我看不到用POSIX作為參考標准寫的文章。

題
我對wait理解特別是pthread_cond_wait是否正確？ 在多個生產者的情況下，代碼的完整性仍然得以保持。

Answer 1

作者在文章的結尾部分提到了wait（）和notify（）的語義 ，

notify（cv）喚醒當前正在該cv上等待的所有線程

因此，您對wait的理解是不正確的， notify意味着在posix中為pthread_cond_broadcast 。

此外，pthread_cond_signal的文檔規定

pthread_cond_signal()調用可解除對至少一個在指定條件變量cond上阻塞的線程的解除阻塞（如果在cond上阻塞了任何線程）。

這仍然與您的“僅一個生產者”假設不同。

如作者所示，以上代碼的完整性無法由多個生產者維護。

編輯：

條件變量 wait的偽代碼可能看起來像

void wait (condition *cv, mutex *mx) 
{
    mutex_acquire(&c->listLock);  /* protect the queue */
    enqueue (&c->next, &c->prev, thr_self()); /* enqueue */
    mutex_release (&c->listLock); /* we're done with the list */

    /* The suspend and release_mutex() operation should be atomic */
    release_mutex (mx));
    thr_suspend (self);  /* Sleep 'til someone wakes us */

    <-------- notify executes somewhere else

    mutex_acquire (mx); /* Woke up -- our turn, get resource lock */
    return;
}

在signal期間，隊列中處於suspend狀態的至少一個線程被喚醒。 但是pthread保證它只會是一個 。 現在它們可以運行了。 但是他們仍然需要獲取鎖，以確保彼此之間的互斥。

因此，當第一個釋放互斥量時，第二個釋放互斥量，依此類推。

這意味着喚醒的生產者將一個接一個地執行

queue[head] = data; //line 2
head = (head + 1) % MAX;
notify(&not_full);
release(&qlock);