如何在兩個線程的特定行中同步兩個 CPU 線程？

Question

我有兩個線程和一個 CPU。

我希望在他們的程序中較早到達 A 行的兩個線程中的每一個都等待另一個線程到達 A 行，之后兩個線程繼續運行他們的程序。 我已按如下方式完成此操作，但我希望 A 行的兩個線程同時運行它們的程序。

我怎樣才能做到這一點？

我的代碼：

//headers
static volatile bool waitFlag[2];

void *threadZero(void*){
    //some codes

    waitFlag[1] = true;
    while(!waitFlag[0]);
    //line A of thread zero

    //some codes  
}


void *threadOne(void*){
    // some codes

    waitFlag[0] = true;
    while(!waitFlag[1]);
    //line A of thread one

    //some codes
}


int main(){
    waitFlag[0] = waitFlag[1] = false;
    //Creates two threads and waits for them to finish.
}

Answer 1

為此目的，繁忙的循環是低效的。 你想要的是一個條件，一個互斥鎖和一個簡單的計數器：

1. 鎖定互斥鎖。
2. 增加計數器。
   • 如果計數器為2 ，則按條件廣播。
   • 否則等待條件。
3. 解鎖互斥鎖。

通過更改計數器的閾值，這個邏輯可以很容易地適應任何數量的線程。 最后一個增加計數器的線程（受互斥鎖保護）將在條件下廣播，並將同時解鎖自己和所有其他線程。 如果您想多次同步，您也可以重置計數器。

這是一個例子：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/random.h>

pthread_cond_t cond;
pthread_mutex_t cond_mutex;
unsigned int waiting;

// Sleep a random amount between 0 and 3s.
// This is just for testing, you don't actually neeed it.
void waste_time(void) {
    unsigned us;
    getrandom(&us, sizeof(us), 0);
    us %= 3000000;
    fprintf(stderr, "[%lx] Sleeping %u us...\n", pthread_self(), us);
    usleep(us);
}

void synchronize(void) {
    pthread_mutex_lock(&cond_mutex);

    if (++waiting == 2) {
        pthread_cond_broadcast(&cond);
    } else {
        while (waiting != 2)
            pthread_cond_wait(&cond, &cond_mutex);
    }

    pthread_mutex_unlock(&cond_mutex);
}

void *threadZero(void *_) {
    waste_time();
    // ...
    synchronize();
    fprintf(stderr, "[%lx] Resuming.\n", pthread_self());
    // ...
    return NULL;
}


void *threadOne(void *_) {
    waste_time();
    // ...
    synchronize();
    fprintf(stderr, "[%lx] Resuming.\n", pthread_self());
    // ...
    return NULL;
}


int main(void) {
    pthread_t zero, one;

    pthread_create(&zero, NULL, threadZero, NULL);
    pthread_create(&one, NULL, threadOne, NULL);
    // ...
    pthread_join(zero, NULL);
    pthread_join(one, NULL);

    return 0;
}