如何暂停线程之间的执行？

Question

我正在学习线程同步，这是一个演示如何在线程执行时锁定关键数据：

http://ideone.com/7Do0l （要运行此代码，请在 Linux/MacOS 环境下使用-pthread 参数编译它）

程序按预期运行，但sleep() 函数不会暂停线程之间的执行。我的想法是让一个线程一次进行计算，然后 1 秒后另一个线程开始发挥作用。这是我正在使用的代码段：

while(1) {
        //sleep(1);     //(1) (Sleep for one second)
        sem_wait(&mutex);
        //sleep(1);     //(2)
                printf("Thread #%d is doing math. %d + 1 = %d.\n", (int) id, s, s+1);
                s++;
        //sleep(1);     //(3)
        sem_post(&mutex);
        //sleep(1);     //(4)
}

我尝试将sleep() 放入四个位置。（1）和（4）导致单个线程之间没有停顿，但在两束十个线程之间。 (2) 和 (3) 导致一个线程在调用另一个线程之前重复执行很长时间。

有没有办法解决这个问题？

更新

有一个技巧可以让程序产生结果：为每个线程随机生成睡眠时间，但这并不一致，因为两个随机数可能偶然相同。

Answer 1

我做了一些研究，发现产生所需输出的唯一方法是我在 更新 部分中提到的方法。也就是说，不用硬编码睡眠定时器，只需给每个线程一个随机数：

    // Sleep time in microseconds.
    int st = rand() % 500000;
    usleep(st);

实际上我一直在担心两个线程同时做同样的事情。即使两个相邻的随机计时器可能意外相同，两个线程也不会同时在 CPU 的同一个内核上执行，如果 CPU 是多个内核，则没有两条指令可以同时修改相同的内存内容。

Answer 2

这并不是线程旨在解决的真正问题。您必须为每个线程有一个单独的信号量，让一个线程循环通过这些信号量，每秒在不同的信号量上调用 sem_post，其余的只调用 sem_wait。也可以只使用一个线程。

Answer 3

将它放在第三位，因为您希望在 printf 消息之间延迟一秒。

如果要确保所有线程在进入临界区之前都已初始化，请将链接代码的main函数修改为此

int main() {
    pthread_t thread[10];

    int i;
    sem_init(&mutex, 0, 1);
    sem_wait(&mutex);
    for (i = 0; i<10; ++i)
            pthread_create(&(thread[i]), NULL, job, (void*) i);
    sem_post(&mutex);
    sleep(100);
}