c++ - 为什么 Boost 库在线程屏障的实现中使用 m_ Generation 变量？

Question

boost 库(C++11 标准之前)提供了对线程的支持。作为其支持的一部分，它还提供了“barrier”的实现，这是一个允许同步的简单类。引用boost website :

“屏障是一个简单的概念。也称为集合点，它是多个线程之间的同步点。屏障是为特定数量的线程 (n) 配置的，当线程到达屏障时，它们必须等待，直到所有 n 个线程都已到达。一旦第 n 个线程到达屏障，所有等待线程都可以继续执行，并且屏障将重置。”

从 Boost 1.54 开始，屏障(wait)主要功能的实现如下所示:

bool wait()
{
    boost::mutex::scoped_lock lock(m_mutex);
    unsigned int gen = m_generation;

    if (--m_count == 0)
    {
        m_generation++;
        m_count = m_threshold;
        m_cond.notify_all();
        return true;
    }

    while (gen == m_generation)
        m_cond.wait(lock);
    return false;
}

可以看出，屏障是可重复使用的:一旦构建完成，第一次使用后不需要销毁。

我现在的问题是:变量 m_ Generation 的作用是什么？我假设 boost 库的作者有理由包含它。每次屏障重置/准备好重用时，它都会递增，但目的是什么？它是私有(private)变量，因此无法从外部读取。同样的问题可以通过 wait() 函数内的简单内部 bool 变量轻松解决，而无需使用私有(private)类变量。

Answer 1

简而言之，需要m_ Generation来处理spurious wakeups .

生成计数器与条件变量结合使用，向所有在屏障上等待的线程发出信号，表明它们可以自由地继续:

• 一旦有 m_threshold 线程到达屏障，其生成数就会增加，并且条件变量会发出信号。这会导致等待线程(即那些较早到达屏障的线程)从 m_cond.wait(lock) 中唤醒。

• 现在，等待线程可以从 m_cond.wait(lock) 中唤醒 other reasons 。这就是 m_ Generation 发挥作用的地方:如果它发生了更改，则屏障已重置并且线程可以继续进行。如果m_ Generation仍然包含相同的值，则线程需要返回到m_cond.wait(lock)。

在 wait() 中使用自动变量将无法实现此目的，因为每个线程都有自己的实例。