如何在实时应用程序中锁定线程[关闭]

Question

这里绝对是多线程新手。

我有一个播放音乐的多媒体应用程序。具体来说，它有一个读取一些数据的音频线程 - 例如一个波形 - 并将其发送到声卡。这是一个实时操作，因此必须以“非阻塞”方式尽快执行。

另一方面，还有另一个线程负责处理用户界面。在这里，用户可以对该数据执行一些操作 - 例如通过添加或删除块来修改波形。这当然应该是可能的，但音频线程必须保持不受干扰地运行，并且始终提供可用的数据。

我的第一个想法是这样的（c++-ish pthread 伪代码）：

音频线程：

vector<sample> samples; // this is shared between this thread and the UI thread
mutexLock();
for (Sample sample : samples)
    play(sample);
mutexUnlock();

还有 UI 线程：

void onEditSample()
{
    while (mutexTryLock() == 0)
    {
        editSamples(samples);
        mutexUnlock();
        break;
    }
}

但我不太确定 try-lock 部分。您认为处理此问题的最佳方法是什么？

Answer 1

首先，在 UI 线程中循环使用 Try Lock 是没有意义的。只是一个普通的锁就可以了——它会阻塞的唯一线程是 UI 线程，而不是正在播放的线程。

现在，

这是一个实时操作，因此必须尽快执行 可能以“非阻塞”方式。

这并不完全正确。它不需要尽可能快速 执行 - 它需要在一定的及时性限制内执行。 （必须在声音设备播放完最后一组样本之前提​​供新样本 - 必须遵守最后期限）。

因此，鉴于互斥锁将在 UI 线程更新样本时锁定音频线程，我们所拥有的是音频线程不能被阻塞太久，因此 UI 线程必须只持有互斥锁很短的时间。

要尽量减少 UI 线程持有互斥锁的时间，您必须尽量减少更新样本所需的工作量。一种方法是使用 双缓冲 - 您有两个样本向量，其中一个由指针指示的音频线程积极使用。当 UI 线程想要更​​新样本时，它会将新样本复制到非活动向量中（没有持有互斥锁），然后获取互斥锁，将指针值交换到另一个向量，然后解锁互斥体。然后，互斥锁仅在更新单个指针值所需的时间长度内保持，这非常短。