c - 使用条件变量实现线程屏障会导致奇怪的行为

Question

我正在尝试使用条件变量为线程实现屏障系统，但有一个警告，即一旦屏障填充，第一个到达的线程必须写入资源以与其余线程共享。问题是，当我运行程序时，广播调用不会唤醒大多数线程，我花了很长时间尝试调试它，但没有成功。

如果我删除了对 add_codeword() 的调用，那么线程就会完美地组合在一起，我怀疑这与 add_codeword() 包含大约 4 秒的等待有关。

void join_meetup(char *value, int len) {

pthread_mutex_lock(&mut);
if(++count < grp_size) {
    if(count == 1) {
        add_codeword(value, len);  //<=== This has a wait() all of 4 seconds.
    }

    int curr_group = group;
    while(curr_group == group) {
        pthread_cond_wait(&queue, &mut);
    }

}else{
    if(meet_ord == MEET_LAST) {
        add_codeword(value, len);
    }

    count = 0; //Reset group counter.
    group++; //Increment the group num

    pthread_cond_broadcast(&queue);

}

read_resource(&code_list[(group-1) % CODE_SIZE], value, len);
pthread_mutex_unlock(&mut);

}

以下是组大小设置为 3 的示例输出:

Group 1: 1
Group 1: 1
Group 1: 1
INISHED WRITING CODE! 4
Group 2: 4
INISHED WRITING CODE! 7
Group 3: 7
Group 3: 7
Group 3: 7
Group 4: 10
FINISHED WRITING CODE! 13
Group 4: 10
Group 4: 10
Group 5: 13
FINISHED WRITING CODE! 16
Group 5: 13
Group 5: 13
Group 5: 13
Group 5: 13

如您所见，组 2 只有 1 个线程，组 5 有 5 个线程。

谢谢

Answer 1

您的代码中似乎存在竞争条件。特别是，您似乎假设当线程从其条件循环中唤醒时，变量“group”将比它们进入时高1，但这并不总是正确的。想象一下，当您有非常“惰性”的线程，在收到信号后需要很长时间才能实际运行时，会发生什么。当他们到达这条线时:

read_resource(&code_list[(group-1) % CODE_SIZE], value, len);

与特定线程进入时相比，

“group”可能已被后续线程更新多次次。试试这个:

void join_meetup(char *value, int len) 
{
  pthread_mutex_lock(&mut);

  int my_group = group;

  if (++count < grp_size) 
  {
    if (count == 1)
        add_codeword(value, len);  //<=== This has a wait() all of 4 seconds.

    while (group == my_group)
        pthread_cond_wait(&queue, &mut);    
  }
  else
  {
    if (meet_ord == MEET_LAST)
        add_codeword(value, len);

    count = 0; //Reset group counter.
    group++;   //Increment the group num

    pthread_cond_broadcast(&queue);    
  }

  read_resource(&code_list[my_group % CODE_SIZE], value, len);
  pthread_mutex_unlock(&mut);
}

这应该确保线程获得其组所需的资源(忽略数组+模数的环绕)。当然，并不能真正保证他们醒来并继续他们正在做的其他事情的顺序。我也对这段代码表示怀疑:

    if (meet_ord == MEET_LAST)
        add_codeword(value, len);

因为看起来新组的第一个线程负责为该组执行 add_codeword 。那么，为什么另一个线程也在这样做呢？