《OSTEP》条件变量（chap30）

〇、前言

本文是对《OSTEP》第三十章的实践与总结。

一、条件变量

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <assert.h>int buffer;
int count = 0; // 资源为空// 生产,在 buffer 中放入一个值
void put(int value) {assert(count == 0);count = 1;buffer = value;
}
// 消费,取出 buffer 中的值
int get() {assert(count == 1);count = 0;return buffer;
}/***********第一版本**********/
// 生产者
void *producer(void *arg) {int loops = *((int *)arg);for (int i = 0; i < loops; i++) {put(i);}return NULL;
}
// 消费者
void *consumer(void *arg) {while (1) {int temp = get();printf("消费的值:%d\n", temp);}return NULL;
}int main() {pthread_t p1, p2;int arg = 100;pthread_create(&p1, NULL, producer, &arg);pthread_create(&p2, NULL, consumer, NULL);// 等待两个线程结束pthread_join(p1, NULL);pthread_join(p2, NULL);return 0;
}

运行：

*** chap30_条件变量 % gcc -o a con_prodece.c
*** chap30_条件变量 % ./a
Assertion failed: (count == 0), function put, file con_prodece.c, line 10.
消费的值:0
Assertion failed: (count == 1), function get, file con_prodece.c, line 16.
zsh: abort      ./a

可以看到，断言直接失败。

pthread_cond_t cond;
pthread_mutex_t mutex;
/***********第二版本**********/
// 生产者
void *producer(void *arg) {int loops = *((int *)arg);for (int i = 0; i < loops; i++) {pthread_mutex_lock(&mutex);if (count == 1) {pthread_cond_wait(&cond, &mutex);}put(i);pthread_mutex_unlock(&mutex);pthread_cond_signal(&cond);}return NULL;
}
// 消费者
void *consumer(void *arg) {int loops = *((int *)arg);for (int i = 0; i < loops; i++) {pthread_mutex_lock(&mutex);if (count == 0) {pthread_cond_wait(&cond, &mutex);}int temp = get();pthread_mutex_unlock(&mutex);printf("消费:%d\n", temp);pthread_cond_signal(&cond); }return NULL;
}int main() {// 初始化互斥锁和条件变量pthread_mutex_init(&mutex, NULL);pthread_cond_init(&cond, NULL);pthread_t p1, p2;int arg = 100;pthread_create(&p1, NULL, producer, &arg);pthread_create(&p2, NULL, consumer, &arg);// 等待两个线程结束pthread_join(p1, NULL);pthread_join(p2, NULL);// 销毁互斥锁和条件变量pthread_mutex_destroy(&mutex);pthread_cond_destroy(&cond);return 0;
}

运行结果：

*** chap30_条件变量 % ./a                    
消费:0
消费:1
消费:2
消费:3
...
消费:95
消费:96
消费:97
消费:98
消费:99

可以看到，在两个线程的情况下，工作的很好。

/***********第三版本**********/
// 生产者
void *producer(void *arg) {int loops = *((int *)arg);for (int i = 0; i < loops; i++) {pthread_mutex_lock(&mutex);if (count == 1) {pthread_cond_wait(&cond, &mutex);}put(i);pthread_mutex_unlock(&mutex);pthread_cond_signal(&cond);}return NULL;
}
// 消费者
void *consumer(void *arg) {int loops = *((int *)arg);for (int i = 0; i < loops; i++) {pthread_mutex_lock(&mutex);if (count == 0) {pthread_cond_wait(&cond, &mutex);}int temp = get();pthread_mutex_unlock(&mutex);printf("消费:%d\n", temp);pthread_cond_signal(&cond); }return NULL;
}int main() {// 初始化互斥锁和条件变量pthread_mutex_init(&mutex, NULL);pthread_cond_init(&cond, NULL);pthread_t p1, p2, p3;int arg = 100;int arg1 = 50;int arg2 = 50;pthread_create(&p1, NULL, producer, &arg);pthread_create(&p2, NULL, consumer, &arg1);pthread_create(&p3, NULL, consumer, &arg2);// 等待两个线程结束pthread_join(p1, NULL);pthread_join(p2, NULL);pthread_join(p3, NULL);// 销毁互斥锁和条件变量pthread_mutex_destroy(&mutex);pthread_cond_destroy(&cond);return 0;
}

运行结果：

*** chap30_条件变量 % gcc -o a con_prodece2.c
*** chap30_条件变量 % ./a                    
消费:0
消费:1
Assertion failed: (count == 1), function get, file con_prodece2.c, line 18.
zsh: abort      ./a

可以看到，再增加了一个消费线程之后，出现了断言错误。这是因为出现了假唤醒，使得某个线程醒来后，断言错误。解决方法很简单，直接将 if()换成 while():

/***********第三版本**********/
// 解决虚假唤醒
// 生产者
void *producer(void *arg) {int loops = *((int *)arg);for (int i = 0; i < loops; i++) {pthread_mutex_lock(&mutex);while (count == 1) {pthread_cond_wait(&cond, &mutex);}put(i);pthread_mutex_unlock(&mutex);pthread_cond_signal(&cond);}return NULL;
}
// 消费者
void *consumer(void *arg) {int loops = *((int *)arg);for (int i = 0; i < loops; i++) {pthread_mutex_lock(&mutex);while (count == 0) {pthread_cond_wait(&cond, &mutex);}int temp = get();pthread_mutex_unlock(&mutex);printf("消费:%d\n", temp);pthread_cond_signal(&cond); // 在解锁之后发出信号}return NULL;
}int main() {// 初始化互斥锁和条件变量pthread_mutex_init(&mutex, NULL);pthread_cond_init(&cond, NULL);pthread_t p1, p2, p3;int arg = 100;int arg1 = 50;int arg2 = 50;pthread_create(&p1, NULL, producer, &arg);pthread_create(&p2, NULL, consumer, &arg1);pthread_create(&p3, NULL, consumer, &arg2);// 等待两个线程结束pthread_join(p1, NULL);pthread_join(p2, NULL);pthread_join(p3, NULL);// 销毁互斥锁和条件变量pthread_mutex_destroy(&mutex);pthread_cond_destroy(&cond);return 0;
}

运行结果：

luliang@shenjian chap30_条件变量 % ./a
消费:0
消费:2
消费:1
消费:3
消费:4
消费:5
...

可以看到会卡住，这其实是由于三个线程都睡眠导致的，这种情况是怎么发生的呢？
假设生产者唤醒了第一个消费者，消费者又恰巧唤醒了第二个生产者，第二个生产者被唤醒之后又睡眠。这样三个线程都在睡眠。解决问题的办法就是消费者只能唤醒生产者，生产者只能唤醒消费者。以下就是终极版本的代码：

#include <assert.h>
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>int buffer;
int count = 0; // 资源为空
pthread_cond_t cond_consumer;
pthread_cond_t cond_procedure;
pthread_mutex_t mutex;// 生产,在 buffer 中放入一个值
void put(int value) {assert(count == 0);count = 1;buffer = value;
}
// 消费,取出 buffer 中的值
int get() {assert(count == 1);count = 0;return buffer;
}/***********第四版本**********/
// 假设生产者唤醒了第一个消费者,消费者又唤醒了第二个生产者,第二个生产者
// 之后又睡眠.这样三个线程都在睡眠.
// 核心问题就是,消费者只能唤醒生产者,生产者只能唤醒消费者.
// 生产者
void *producer(void *arg) {int loops = *((int *)arg);for (int i = 0; i < loops; i++) {pthread_mutex_lock(&mutex);while (count == 1) {pthread_cond_wait(&cond_procedure, &mutex);}put(i);pthread_mutex_unlock(&mutex);pthread_cond_signal(&cond_consumer);}return NULL;
}
// 消费者
void *consumer(void *arg) {int loops = *((int *)arg);for (int i = 0; i < loops; i++) {pthread_mutex_lock(&mutex);while (count == 0) {pthread_cond_wait(&cond_consumer, &mutex);}int temp = get();pthread_mutex_unlock(&mutex);pthread_cond_signal(&cond_procedure);printf("消费:%d\n", temp);}return NULL;
}int main() {// 初始化互斥锁和条件变量pthread_mutex_init(&mutex, NULL);pthread_cond_init(&cond_consumer, NULL);pthread_cond_init(&cond_procedure, NULL);pthread_t p1, p2, p3;int arg = 100;int arg1 = 50;int arg2 = 50;pthread_create(&p1, NULL, producer, &arg);pthread_create(&p2, NULL, consumer, &arg1);pthread_create(&p3, NULL, consumer, &arg2);// 等待线程结束pthread_join(p1, NULL);pthread_join(p2, NULL);pthread_join(p3, NULL);// 销毁互斥锁和条件变量pthread_mutex_destroy(&mutex);pthread_cond_destroy(&cond_consumer);pthread_cond_destroy(&cond_procedure);return 0;
}

运行结果：

*** chap30_条件变量 % gcc -o a con_prodece3.c
*** chap30_条件变量 % ./a
消费:0
消费:2
消费:1
...
消费:97
消费:98
消费:99

可以看到运行得很好，成功地解决了并发、虚假唤醒以及全部线程都睡眠的情况。

二、总结

我们看到了引入锁之外的另一个重要同步原语：条件变量。当某些程序状态不符合要求时，通过允许线程进入休眠状态，条件变量使我们能够漂亮地解决许多重要的同步问题，包括著名的（仍然重要的）生产者/消费者问题，以及覆盖条件。

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.mzph.cn/news/138601.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

智慧工地建筑施工项目管理平台源码，实现人员劳务实名制管理、区域安防监控、智能AI识别、用电/水监控、噪音扬尘监测、现场物料管理等功能

智慧工地建筑施工项目管理平台源码，实现人员劳务实名制管理、区域安防监控、智能AI识别、用电/水监控、噪音扬尘监测、现场物料管理等功能

智慧工地管理系统源码&#xff0c;智慧工地云平台源码&#xff0c;PC端APP端源码 智慧工地管理平台实现对人员劳务实名制管理、施工进度、安全管理、设备管理、区域安防监控系统、智能AI识别系统、用电/水监控系统、噪音扬尘监测、现场物料管理系统等方面的实时监控和管理&…
阅读更多...
Java学习 10.Java-数组习题

Java学习 10.Java-数组习题

一、创建一个 int 类型的数组, 元素个数为 100, 并把每个元素依次设置为 1 - 100 代码实现 public static void main(String[] args) {int[] arrnew int[100];for (int i 0; i < arr.length; i) {arr[i]i1;}System.out.println(Arrays.toString(arr));} 运行结果 二、改变…
阅读更多...
matplotlib从起点出发(11)_Tutorial_11_TightLayout

matplotlib从起点出发(11)_Tutorial_11_TightLayout

如何使用紧凑的而已来干净利落地将绘图放入图形中。 tight_layout会自动调整子图参数&#xff0c;使子图适合图区域。这是一项实验性功能&#xff0c;在某些情况下可能不起作用。它仅检查刻度标签、轴标签和标题的范围。 tight_layout的替代方法是constrained_layout。 1 简…
阅读更多...
使用电脑时提示msvcp140.dll丢失的5个解决方法

使用电脑时提示msvcp140.dll丢失的5个解决方法

“计算机中msvcp140.dll丢失的5个解决方法”。在我们日常使用电脑的过程中&#xff0c;有时会遇到一些错误提示&#xff0c;其中之一就是“msvcp140.dll丢失”。那么&#xff0c;什么是msvcp140.dll呢&#xff1f;它的作用是什么&#xff1f;丢失它会对电脑产生什么影响呢&…
阅读更多...
pytorch基础语法问题

pytorch基础语法问题

这里写目录标题 pytorch基础语法问题shapetorch.ones_like函数和torch.zeros_like函数y.backward(torch.ones_like(x), retain_graphTrue)torch.autograd.backward参数grad_tensors: z.backward(torch.ones_like(x))来个复杂例子z.backward(torch.Tensor([[1., 0]])更复杂例子实…
阅读更多...
【问题记录】docker pull 镜像的时候 devel 版本和无 devel 版本的差别

【问题记录】docker pull 镜像的时候 devel 版本和无 devel 版本的差别

这两个Docker镜像的主要区别在于是否包含了 CUDA 的开发工具集&#xff08;CUDA Toolkit&#xff09;。 docker pull cnstark/pytorch:1.10.0-py3.8.16-cuda11.1.1-ubuntu20.04这个镜像只包含运行时所需的库文件&#xff0c;并没有额外安装CUDA Toolkit。 docker pull cnstar…
阅读更多...
C# 查询腾讯云直播流是否存在的API实现

C# 查询腾讯云直播流是否存在的API实现

应用场景 在云考试中&#xff0c;为防止作弊行为的发生&#xff0c;会在考生端部署音视频监控系统&#xff0c;当然还有考官方监控墙系统。在实际应用中&#xff0c;考生一方至少包括两路直播流&#xff1a; &#xff08;1&#xff09;前置摄像头&#xff1a;答题的设备要求使…
阅读更多...
Activiti6工作流引擎：Form表单

Activiti6工作流引擎：Form表单

表单约等于流程变量。StartEvent 有一个Form属性&#xff0c;用于关联流程中涉及到的业务数据。 一&#xff1a;内置表单 每个节点都可以有不同的表单属性。 1.1 获取开始节点对应的表单 Autowired private FormService formService;Test void delopyProcess() {ProcessEngi…
阅读更多...
笔记：AI量化策略开发流程-基于BigQuant平台（一）

笔记：AI量化策略开发流程-基于BigQuant平台（一）

从本文开始&#xff0c;按照AI策略开发的完整流程&#xff08;共七步&#xff09;&#xff0c;上手在BigQuant平台上快速构建AI策略。本文首先介绍如何使用证券代码模块指定股票范围和数据起止日期。重要的事情说三遍&#xff1a;模块的输入端口有提示需要连线的上游数据类型&a…
阅读更多...
报错信息Update your application‘s configuration

报错信息Update your application‘s configuration

在使用Maven项目时&#xff0c;有一个报错信息是&#xff1a;Update your applications configuration 这类问题&#xff0c;就是我们的application.yml文件 或者 application.properties文件 内容哪里写错了 我的问题是格式对齐方式出错&#xff0c;如下&#xff1a; 修改过后…
阅读更多...
Git学习常用命令二

Git学习常用命令二

新建git 仓库: git init 关联远程仓库 git remote add < name > < git-repo-url> 关联多个远程仓库 git remote add < name > <another- git - repo - url> 忘记关联 git remote -v 后面加 origin https://www.XXXXXX.com fetch push 远程仓库克隆到本…
阅读更多...
tomcat web.xml文件中的session-config

tomcat web.xml文件中的session-config

<session-config>这个元素为该应用中创建的所有session定义默认超时时间&#xff0c;单位是分钟。这个值必须是整数。如果是0或者负数&#xff0c;表示不超时。如果该元素没有设置&#xff0c;容器设置一个默认值。 例如&#xff1a; <session-config><session…
阅读更多...
设计模式JAVA

设计模式JAVA

1 创建型 如何合理的创建对象&#xff1f; 1.1 单例模式 字面意思就是只能创建一个对象实例时使用。 例如&#xff0c;Windows中只能打开一个任务管理器&#xff0c;这样可以避免因打开多个任务管理器窗口而造成内存资源的浪费&#xff0c;或出现各个窗口显示内容的不一致等…
阅读更多...
为什么要学习去使用云服务器，外网 IP能干什么，MAC使用Termius连接阿里云服务器。保姆级教学

为什么要学习去使用云服务器，外网 IP能干什么，MAC使用Termius连接阿里云服务器。保姆级教学

目录 引言 可能有人想问为什么要学习云服务器&#xff1f; &#xff08;获取Linux环境&#xff0c;获得外网IP) 二、安装教程 引言 可能有人想问为什么要学习云服务器&#xff1f; &#xff08;获取Linux环境&#xff0c;获得外网IP) 1.虚拟机&#xff08;下策&#xff09; …
阅读更多...
Python零基础小白常遇到的问题总结

Python零基础小白常遇到的问题总结

文章目录 一、注意你的Python版本1.print()函数2.raw_input()与input()3.比较符号&#xff0c;使用!替换<>4.repr函数5.exec()函数 二、新手常遇到的问题1、如何写多行程序&#xff1f;2、如何执行.py文件&#xff1f;3、and&#xff0c;or&#xff0c;not4、True和False…
阅读更多...
LINUX入门篇【4】开发篇--开发工具vim的使用

LINUX入门篇【4】开发篇--开发工具vim的使用

前言&#xff1a; 从这一篇开始&#xff0c;我们将正式进入使用LINUX进行写程序和开发的阶段&#xff0c;可以说&#xff0c;由此开始&#xff0c;我们才开始真正去使用LINUX。 介绍工具&#xff1a; 1.LINUX软件包管理器yum&#xff1a; 1.yum的介绍&#xff1a; 在LINUX…
阅读更多...
【教3妹学编程-算法题】2923. 找到冠军 I

【教3妹学编程-算法题】2923. 找到冠军 I

3妹&#xff1a;2哥2哥&#xff0c;你看到新闻了吗&#xff1f;襄阳健桥医院院长 公然“贩卖出生证明”&#xff0c; 真是太胆大包天了吧。 2哥 : 我也看到新闻了&#xff0c;7人被采取刑事强制措施。 就应该好好查查他们&#xff0c; 一查到底&#xff01; 3妹&#xff1a;真的…
阅读更多...
Oracle（18）Auditing

Oracle（18）Auditing

文章目录 一、基础知识1、审计介绍2、Auditing Types 审计类型3、Auditing Guidelines 审计准则4、Auditing Categories 审核类别5、Database Auditing 数据库审计6、Auditing User SYS 审计sys用户7、Getting Auditing Informatio 获取审计信息8、获取审计记录通知 二、基础操…
阅读更多...
【objectarx.net】定时器的使用

【objectarx.net】定时器的使用

【objectarx.net】定时器的使用
阅读更多...
赛氪助力全国大学生数学竞赛山东赛区圆满举办

赛氪助力全国大学生数学竞赛山东赛区圆满举办

近日&#xff0c;全国大学生数学竞赛山东赛区比赛有序进行&#xff0c;赛氪已连续6年助力本项赛事蓬勃发展。在中国高等教育学会高校竞赛评估与管理体系研究专家工作组发布的《2022全国普通高校大学生竞赛分析报告》中&#xff0c;本赛事荣登观察目录。 全国大学生数学竞赛旨在…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023