为什么不调用 pthread_cond_signal()？

Answer 1

问题是您的逻辑基于变量，这些变量可以在您读取变量的时间和测试值的时间之间发生变化。

在这段代码中：

    while(count!=5) pthread_cond_wait(&cv,&lock);

如果首先调用routine()，这隐含地意味着count 为0（因为routine2() 是唯一改变count 的函数，并且没有锁）。 routine() 将调用 pthread_cond_wait，这将释放互斥锁，然后阻塞，直到发出条件信号。请注意，它还必须能够在完成之前获得互斥锁（即仅信号是不够的）。来自pthread_cond_wait

成功返回后，互斥锁已被锁定并归 调用线程

如果routine2() 首先获得锁，它将迭代直到count 为5，然后调用pthread_cond_signal。但是，这不会让routine() 继续，因为锁不会同时释放。它将继续遍历循环并立即将count 增加到 6，前routine() 曾经有机会从 count 变量中读取。由于count 在routine() 恢复时不可能是5，所以会死锁（永远卡在上面的行中）。

您可以通过简单地不使用routine2() 获得锁来避免这种情况：

void* routine2(){
    for(int i=0; i<7; i++){
        count++;
        printf("%d\n",count);
        if(count == 5) {
            pthread_cond_signal(&cv);
        }
    }
}

这也有问题，因为不能保证count 会在读取routine() 时为5，因为没有什么可以阻止routine2() 继续处理。如果发生这种情况，routine() 将再次死锁，因为计数将增加到 5 以上。

以下更改通过最少的更改解决了该问题。一个主要的变化是仅在count 小于 5 时才等待（如果它是 5 或更多，则信号已经发送）。

2)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

pthread_mutex_t lock;
pthread_cond_t cv;
int count = 0;
void* routine(){
    pthread_mutex_lock(&lock);
    if (count < 5) {
        pthread_cond_wait(&cv,&lock);
        printf("routine: got signal (%d)\n", count);
    } else {
        printf("routine: signal already sent\n");
    }
    pthread_mutex_unlock(&lock);
}

void* routine2(){
    pthread_mutex_lock(&lock);
    for(int i=0; i<7; i++){
        count++;
        printf("%d\n",count);
        if(count == 5) pthread_cond_signal(&cv);
    }
    pthread_mutex_unlock(&lock);
}

int main(){
    pthread_mutex_init(&lock,NULL);
    pthread_cond_init(&cv,NULL);
    pthread_t t1,t2;
    pthread_create(&t1,NULL,&routine,NULL);
    pthread_create(&t2,NULL,&routine2,NULL);

    pthread_join(t1,NULL);
    pthread_join(t2,NULL);

    pthread_mutex_destroy(&lock);
    pthread_cond_destroy(&cv);
} 

这个OnlineGDB snippet 展示了死锁的可能性。

Answer 2

您正在正确使用条件变量和互斥锁，但算法失败。这里有两个条件：

1. t1必须唤醒一次数数等于 5；
2. 何时数数等于 5，在此之前不得更改t1被唤醒。

   您的算法缺少第二个条件t2.为此，请设置一个名为t1_woken_up表示t1已被唤醒以显示柜台等于 5。

   #include <stdio.h>
   #include <stdlib.h>
   #include <stdbool.h>
   #include <pthread.h>
   #include <unistd.h>
   
   pthread_mutex_t lock;
   pthread_cond_t cv;
   int count = 0;
   int t1_woken_up = 0;
   
   void* routine(){
       pthread_mutex_lock(&lock);
       while(count!=5) pthread_cond_wait(&cv,&lock);
       printf("t1: count value is %d\n", count);
       printf("t1: Waking up t2\n");
       t1_woken_up = 1;
       pthread_cond_signal(&cv);
       pthread_mutex_unlock(&lock);
   }
   
   void* routine2(){
       pthread_mutex_lock(&lock);
       for(int i=0; i<7; i++){
           count++;
           printf("t2: %d\n",count);
           if(count == 5) {
             printf("t2: Waking up t1\n");
             pthread_cond_signal(&cv);
             while (!t1_woken_up) {
               pthread_cond_wait(&cv,&lock);
             }
           }
       }
       pthread_mutex_unlock(&lock);
   }
   
   int main(){
   
       pthread_mutex_init(&lock,NULL);
       pthread_cond_init(&cv,NULL);
       pthread_t t1,t2;
       pthread_create(&t1,NULL,&routine,NULL);
       pthread_create(&t2,NULL,&routine2,NULL);
   
       pthread_join(t1,NULL);
       pthread_join(t2,NULL);
   
       pthread_mutex_destroy(&lock);
       pthread_cond_destroy(&cv);
   }
   

   执行示例：

   $ gcc t.c -o t -lpthread
   $ ./t
   t2: 1
   t2: 2
   t2: 3
   t2: 4
   t2: 5
   t2: Waking up t1
   t1: count value is 5
   t1: Waking up t2
   t2: 6
   t2: 7
   

   注意：根据this post 和底层 cmets，没有必要（最好说“不建议”）为共享变量（即数数和t1_woken_up变量）。