虚假唤醒后的互斥状态

Question

请考虑使用pthread的基本多线程程序。 我们有一个主线程，创建另一个线程来完成一些工作。

bool done = false; 
mutex m; 
condition c; 

void foo() { 
    pthread_mutex_lock(&m); 
    //while(!done) { 
     pthread_cond_wait(&c, &m); 
     // Spuriously wakeup while child is doing work. 
     // child thread has NOT unlocked the mutex yet 
     // Do I now own the mutex? 
     // or am I waiting for child to unlock it? 
    //} 
    pthread_mutex_unlock(&m); 
} 

void * child(void *arg) { 
    pthread_mutex_lock(&m); 

    some_intense_work(); // this work is done while mutex is held! 
    // the main thread spuriously wakes up 
    // while this work is being done 
    // (while this child thread is holding the mutex) 

    done = true; 
    pthread_cond_broadcast(&c); 
    pthread_mutex_unlock(&m); 
} 

int main(int argc, char *argv[]) { 
    pthread_t p; 
    pthread_create(&p, NULL, child, NULL); 
    foo(); 
} 

假装我们实现了一个没有周围while-clause检查谓词的等待，即使我们知道没有人应该这样做。

现在，如果在子线程正在工作时，主线程中发生虚假唤醒，那么互斥量m的状态是什么？主线程是否拥有它，而不是先让孩子解锁它，这样既拥有它呢？

或者一个虚假的唤醒只跳过等待条件，但不等待互斥锁被释放？

Answer 1

pthread_cond_wait()调用在某些其他线程持有关联的互斥锁时不能'虚拟'唤醒。当pthread_cond_wait()成功返回时，它将声明该互斥体，因此只有互斥体可用时才能成功返回。

在你的榜样，会出现虚假唤醒可能发生，因为foo()可以调用pthread_cond_wait()并有伪唤醒之前child()永远都有机会打电话pthread_mutex_lock()摆在首位。

在你的例子中的另一个问题（注释代码被禁用）具有的是，有可能pthread_cond_wait()调用从未唤醒。如果child()在foo()设法获取互斥锁之前完成了它的所有处理，则可能发生这种情况。在这种情况下，child()将在主线程在pthread_cond_wait()中等待之前调用pthread_cond_broadcast()，因此主线程将错过广播。由于foo()从不检查done同时持有互斥量，它不会注意到child()已完成其工作。

这就是为什么pthread_cond_wait()几乎总是必须在检查条件的循环中执行。