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在線程并發(fā)執(zhí)行的時(shí)候,我們需要保證臨界資源的安全訪問,防止線程爭搶資源,造成數(shù)據(jù)二義性。
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線程同步: 條件變量
為什么使用條件變量?
對臨界資源的時(shí)序可控性,條件滿足會通知其他等待操作臨界資源的線程,類似信號。 場景:T-DAY展會排隊(duì)參觀/生產(chǎn)者消費(fèi)者模型
條件變量是什么?
是一種同步機(jī)制,一個(gè)線程用于修改這個(gè)變量使其滿足其它線程繼續(xù)往下執(zhí)行的條件,其它線程則接收條件已經(jīng)發(fā)生改變的信號。
條件變量操作?
初始化和銷毀
pthread_cond_wait
條件不滿足 會釋放鎖并阻塞等待 , 這個(gè)函數(shù)是原子性操作:1.將線程放入條件等待隊(duì)列 2.釋放鎖
條件滿足 則線程會被喚醒并加鎖
pthread_cond_signal 一對一喚醒
喚醒等待隊(duì)列中的一個(gè)線程
pthread_cond_broadcast 廣播喚醒
喚醒等待隊(duì)列中的全部線程
為什么等待和解鎖需要原子操作/為什么條件變量要使用互斥鎖?
因?yàn)閜thread_cond_wait中的鎖是為了保護(hù)條件變量,防止錯過信號,如果等待解鎖不是原子性操作,比如線程A先解鎖,此時(shí)CPU時(shí)間片切換到線程B,線程B加鎖并發(fā)送條件變量信號,此時(shí)再切換到線程A,線程A還來不及等待就錯過了信號,就可能會永久阻塞下去。所以,等待和解鎖必須是原子性操作。
為什么需要while循環(huán)判斷臨界資源是否存在?
在一對多的情況下,生產(chǎn)者發(fā)送一個(gè)信號,等待的線程被喚醒并加鎖,但是只有一個(gè)線程能加鎖,其他線程就會阻塞等待鎖,如果這個(gè)線程用完了臨界資源,其他線程不進(jìn)行判斷就繼續(xù)往下走,是不合理的。
singnal要先解鎖還是后解鎖?
如果先解鎖,鎖被沒有阻塞等待的線程拿到了,再把臨界資源使用了,解鎖后的singal就沒意義了,也就是虛假喚醒;
先singal喚醒,再讓喚醒的線程爭搶鎖,在linux下,有兩個(gè)隊(duì)列,一個(gè)是cond_wait,一個(gè)是mutex_lock,singal只是讓cond_wait上的線程轉(zhuǎn)移到mutex_lock,不會返回用戶空間,這樣能提高效率。
線程互斥: 互斥鎖
為什么使用互斥鎖?
對臨界資源同時(shí)間唯一訪問,保護(hù)臨界資源防止修改。 場景:黃牛搶票
互斥鎖是什么?
是一個(gè)0/1計(jì)數(shù)器,1代表有資源能操作,0代表沒有資源可以操作。
互斥鎖操作?
初始化和銷毀
加鎖—如果計(jì)數(shù)為1,置0,進(jìn)行需要的操作;如果計(jì)數(shù)為0,則阻塞等待計(jì)數(shù)變?yōu)?
解鎖—計(jì)數(shù)置為1
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