使用条件变量的简单多线程堆栈实现

Question

在我们的 CS 课程中，我们使用 POSIX 线程编程来实现 一个简单的栈数据结构。因此我们使用了pthread_cond_wait 和pthread_cond_signal：

pthread_mutex_t write_mutex; 
pthread_mutex_t read_mutex; 

pthread_cond_t write_cond; 
pthread_cond_t read_cond;

int read()
{
    pthread_mutex_lock(&read_mutex); 
    while(is_empty())
    {
        pthred_cond_wait(&read_cond, &read_mutex);
    }
    // read value [...]
    pthread_cond_signal(&write_cond);
    pthread_mutex_unlock(&read_mutex);

    return read_value;

}

write 函数的实现方式类似，但锁定 write_mutex 并改为发送 read_cond 信号。

问： 我对这个实现的问题是：由于信号传输，这是否不需要读取和写入之间的 1:1 比率？此实现不允许在没有任何读取的情况下写入多个项目，因为每次写入都需要在读取函数中触发信号（反之亦然，多次读取）。

我的理解是正确的还是我遗漏了什么？

Q2调用pthread_cond_signal(...)后，信号“有效”多长时间？

Answer 1

问：我对这个实现的问题是：由于信号的原因，这是否需要读取和写入之间的 1:1 比率？这 实现不允许在没有任何内容的情况下编写多个项目 之间读取，因为每次写入都需要在 读取功能（反之亦然多次读取）。

如果write() 函数确实类似于所提供的read() 函数，那么是和否。我认为您是在暗示堆栈永远不能有多个元素，但事实并非如此。请注意进入read() 函数并发现堆栈非空的线程将如何完全绕过等待条件变量。仅当堆栈为空时，线程才等待读取。另一方面，线程只有在堆栈已满时才会等待写入。

Q2调用 pthread_cond_signal(...) 后信号“有效”多长时间？

根本没有时间。当 CV 发出信号时，只有已经在等待条件变量的线程才能被解除阻塞。之后没有任何关于接收到信号的记忆，即使没有线程被它解除阻塞。