posix sem_post無法喚醒sem_wait，其中sem初始化在線程中。 linux

Question

這是一個奇怪的問題。我先初始化sem並對其進行銷毀，然后再在線程中對其進行初始化。然后，我無法再次喚醒它。代碼為：

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>
#include <time.h>
#include <assert.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <pthread.h>

sem_t sem;
int key = 1;

static void *
wait_func()
{
    printf("i'm wait\n");
    sem_wait(&sem);
}

static void *
cancel_func(void *arg)
{
    pthread_t tid = *(pthread_t *)arg;
    if (key == 1)
    {
        sleep(1);
        key = 0;
    }
    else
        sleep(3);
    if(pthread_cancel(tid) == 0)
        printf("cancle!\n");

    sem_init(&sem, 0, 0);
    sem_destroy(&sem);
}

int
main(int argc, char *argv[])
{
    pthread_t wthread, cthread;
    pthread_attr_t attr;
    int i = 0;

    pthread_attr_init(&attr);
    pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);

    sem_init(&sem, 0, 0);

    while (i < 2)
    {
    //        sem_init(&sem, 0, 0);

        pthread_create(&wthread, &attr, wait_func, NULL);
        if (i < 1)
            pthread_create(&cthread, &attr, cancel_func, &wthread);
        if (key == 0)
        {
            sleep(2);
            if (sem_post(&sem) == 0)
                printf("post!\n");
            key = 1;
        }
        sleep(4);
        ++i;
    }
    sleep(1000);
}

但是，這將像在注釋中那樣在while循環中更改sem_init的工作！所以我建立了兩個程序，並找到1）線程中的init，sem_post沒有調用sys_futex，如下所示：

nanosleep({2, 0}, i'm wait

{2，0}）= 0 write（1，“ post！\\ n”，6post！）= 6

2）在主進程中初始化，sem_post調用sys_futex，如下所示：

nanosleep({2, 0}, i'm wait

{2，0}）= 0 futex（0x600dc0，FUTEX_WAKE_PRIVATE，1）= 1寫（1，“ post！\\ n”，6post！）= 6

然后，我以為這可能是syscall的問題。我用gdb拆裝了sem_post中的兩個程序。 不幸的是，1）在線程中初始化，它還在sem_post中調用syscall； 2）比較了rip是syscall的注冊表狀態，也是如此。

in thread:
rax            0xca     202          //sys_futex
rbx            0x3c0e61bbc0     257939323840
rcx            0x0      0            //utime
rdx            0x1      1            //val
rsi            0x81     129          //op:private_wake
rdi            0x600dc0 6294976      //sem uaddr
in main process:
rax            0xca     202
rbx            0x3c0e61bbc0     257939323840
rcx            0x0      0
rdx            0x1      1
rsi            0x81     129
rdi            0x600da0 6294944

最后，我對這個問題一無所知。謝謝，請給我一些建議以找出解決方案。

Answer 1

我認為您的問題在於對key的訪問。 不能保證對共享變量的訪問是原子的。 特別是，編譯器可能會優化從內存中讀取值的過程，從而不會看到在另一個線程中完成的值修改。

為了避免優化程序啟動，您必須聲明key變量volatile 。 但我不知道，你已經寫你的程序將保證有問題，保證線程都保證看到的修改和並行寫記憶障礙的方式不混合的東西了。

現代C11還具有_Atomic以確保訪問是原子的。 但是C11尚未完全實現（可能有些編譯器具有該功能）。 如果是這樣，則信號量會出現問題，因為C11僅具有互斥量，而沒有信號量作為鎖定結構。 這兩個功能如何協同工作尚未確定。