条件变量:为什么要与互斥锁配套使用?为什么要使用while来避免虚假唤醒?

2024-09-04 07:48

本文主要是介绍条件变量:为什么要与互斥锁配套使用?为什么要使用while来避免虚假唤醒?,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

首先关于条件变量的引入:

假想在这样的情况下,多个线程需要等待某个条件才能继续工作(如生产者消费者模型中,消费者需要等待流水线上有产品后才能消费),如果只使用互拆锁,则多个线程要不停的查询流水线是否为空这个状态,并且查询这个操作需要加入临界区,因为流水线不仅同时有多个消费者,还有生产者在生产,不加锁的话可能出现两个甚至多个消费者对同一个产品动手的情况。这种不停查询的操作是很蠢的,因此引入了条件变量,在查询条件不满足的情况下线程休眠,让出CPU。

为什么要传入互斥锁,与互斥锁配套使用?

首先,条件本身就是公共资源,如流水线的状态,因此必须使用互斥锁在临界区内对条件进行保护。

其次,pthread_cond_wait()操作实际上分为两步,第一步将线程挂在等待条件的线程列表上,然后对互斥锁解锁。

如果不传入这个互斥锁,实际上流程变为:

1.加锁

2.判断流水线状态

3.解锁

4.挂起线程

则在3与4间非原子,如果在3之后生产者线程生产了一个产品并进行了notify,而notify结束后这个消费者线程才挂起,则这个notify丢失了,只有生产者再生产一个产品才会唤醒它,如果只有一个消费者的话则这个notify完全丢失,如果有多个消费者则还可能被其他消费者所捕获,但逻辑上出现了问题。

为什么会出现虚假唤醒,为什么要用while来避免虚假唤醒?

虚假唤醒的出现在于生产者的notify并不在临界区内,也就是说,生产者使用临界区保护了修改流水线的这个操作,然后解锁,解锁完毕后才notify。而在这之间是非原子的。

在以下情况:

1).生产者对临界区加锁

2).修改流水线状态

3).生产者解锁

4).notify通知生产者线程

在3)与4)间是有空隙的,如果在3)进行后突然此刻加入了一个新的生产者,这个生产者察觉到流水线的变化,对他进行了消费,然后消费者才notify,notify唤醒了原有的消费者, 但流水线已经为空了,实际上这就是一个虚假唤醒,唤醒后并无工作可做。

因此不能用if来进行条件判断,加入while就可以避免虚假唤醒,在每次唤醒后先判断流水线条件,这样避免了虚假唤醒的情况。

这篇关于条件变量:为什么要与互斥锁配套使用?为什么要使用while来避免虚假唤醒?的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1135422

相关文章

Linux线程同步/互斥过程详解

《Linux线程同步/互斥过程详解》文章讲解多线程并发访问导致竞态条件,需通过互斥锁、原子操作和条件变量实现线程安全与同步,分析死锁条件及避免方法,并介绍RAII封装技术提升资源管理效率... 目录01. 资源共享问题1.1 多线程并发访问1.2 临界区与临界资源1.3 锁的引入02. 多线程案例2.1 为

Django开发时如何避免频繁发送短信验证码(python图文代码)

《Django开发时如何避免频繁发送短信验证码(python图文代码)》Django开发时,为防止频繁发送验证码,后端需用Redis限制请求频率,结合管道技术提升效率,通过生产者消费者模式解耦业务逻辑... 目录避免频繁发送 验证码1. www.chinasem.cn避免频繁发送 验证码逻辑分析2. 避免频繁

Java使用Thumbnailator库实现图片处理与压缩功能

《Java使用Thumbnailator库实现图片处理与压缩功能》Thumbnailator是高性能Java图像处理库,支持缩放、旋转、水印添加、裁剪及格式转换,提供易用API和性能优化,适合Web应... 目录1. 图片处理库Thumbnailator介绍2. 基本和指定大小图片缩放功能2.1 图片缩放的

Python使用Tenacity一行代码实现自动重试详解

《Python使用Tenacity一行代码实现自动重试详解》tenacity是一个专为Python设计的通用重试库,它的核心理念就是用简单、清晰的方式,为任何可能失败的操作添加重试能力,下面我们就来看... 目录一切始于一个简单的 API 调用Tenacity 入门:一行代码实现优雅重试精细控制:让重试按我

MySQL中EXISTS与IN用法使用与对比分析

《MySQL中EXISTS与IN用法使用与对比分析》在MySQL中,EXISTS和IN都用于子查询中根据另一个查询的结果来过滤主查询的记录,本文将基于工作原理、效率和应用场景进行全面对比... 目录一、基本用法详解1. IN 运算符2. EXISTS 运算符二、EXISTS 与 IN 的选择策略三、性能对比

使用Python构建智能BAT文件生成器的完美解决方案

《使用Python构建智能BAT文件生成器的完美解决方案》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用wxPython构建一个智能的BAT文件生成器,它不仅能够为Python脚本生成启动脚本,还提供了完整的文... 目录引言运行效果图项目背景与需求分析核心需求技术选型核心功能实现1. 数据库设计2. 界面布局设计3

使用IDEA部署Docker应用指南分享

《使用IDEA部署Docker应用指南分享》本文介绍了使用IDEA部署Docker应用的四步流程:创建Dockerfile、配置IDEADocker连接、设置运行调试环境、构建运行镜像,并强调需准备本... 目录一、创建 dockerfile 配置文件二、配置 IDEA 的 Docker 连接三、配置 Do

Android Paging 分页加载库使用实践

《AndroidPaging分页加载库使用实践》AndroidPaging库是Jetpack组件的一部分,它提供了一套完整的解决方案来处理大型数据集的分页加载,本文将深入探讨Paging库... 目录前言一、Paging 库概述二、Paging 3 核心组件1. PagingSource2. Pager3.

python使用try函数详解

《python使用try函数详解》Pythontry语句用于异常处理,支持捕获特定/多种异常、else/final子句确保资源释放,结合with语句自动清理,可自定义异常及嵌套结构,灵活应对错误场景... 目录try 函数的基本语法捕获特定异常捕获多个异常使用 else 子句使用 finally 子句捕获所

C++11右值引用与Lambda表达式的使用

《C++11右值引用与Lambda表达式的使用》C++11引入右值引用,实现移动语义提升性能,支持资源转移与完美转发;同时引入Lambda表达式,简化匿名函数定义,通过捕获列表和参数列表灵活处理变量... 目录C++11新特性右值引用和移动语义左值 / 右值常见的左值和右值移动语义移动构造函数移动复制运算符