在多线程环境中的 2 个函数之间共享公共变量

Question

我正在编写一个多线程用例，其中循环在entry() 函数中连续运行，并在调用exit_loop() 时结束。在下面的例子中，entry() 被两个线程调用，当exit_loop() 被调用时两个线程的执行都结束了。

现在我想通过在第一次调用exit_loop() 时仅退出一个线程来稍微改变这一点，即从thread[2] 调用的entry() 仍然存在，当再次调用exit_loop() 时可以终止它。为了使这两个线程独立，我可以将static int loop 移动到本地范围。但我对在entry() 和exit_loop() 之间传达loop 状态的方式感到震惊。

希望在两个函数之间共享一个公共变量，该变量不得影响和干扰多线程用例。

#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<semaphore.h>
#include<fcntl.h>

static int loop = 1;
void* entry()
{
    int count = 0;
    while(loop)
    {
        count ++;
        printf("\n Count %d, loop %d",count, loop);
    }
}

void exit_loop()
{
    printf("\n Calling exit loop: %d", loop);
    loop = 0;
    printf("\n loop is null %d", loop);
}

void main()
{   
    sem_t* loop1;
    sem_t* loop2;
    pthread_t threadID[5];
    loop1 = sem_open("sem1", O_CREAT | O_EXCL, 0644, 0);
    if (loop1 != SEM_FAILED)
    {   
        printf("\n Created sem 1");
        pthread_create(&threadID[1], NULL, &entry, NULL);// creating thread 1

    printf("Created thread \n ");
}
else
{
    printf("\n Failed to create Semaphore");
}
sem_close(loop1);

loop2 = sem_open("sem2", O_CREAT | O_EXCL, 0644, 0);
if (loop2 != SEM_FAILED)
{   
    printf("\n Created sem 2");
    pthread_create(&threadID[2], NULL, &entry, NULL);//creating thread 2

    printf("Created thread \n ");
}
else
{
    printf("\n Failed to create Semaphore");
}
sem_close(loop2);

printf("Creating exit thread \n");
exit_loop();// exit of both thread

pthread_join(threadID[1],NULL);
pthread_join(threadID[2],NULL);
}

Answer 1

如果你有两个线程需要独立停止，你需要两个loop变量。

在每种情况下，您都需要一个 mutex 来保护对共享 loop 变量的访问，以防止未定义的行为，因为该变量是从两个线程访问的（一个读取它，一个写入它）。

在它保护的变量旁边声明你的互斥锁：

struct protected_loop_var{
  pthread_mutex_t mutex;
  int value;
};

struct protected_loop_var loop1={PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER,1};
struct protected_loop_var loop2={PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER,1};

然后，在访问每个loop 变量之前，锁定互斥锁，然后解锁互斥锁。编写单独的函数来访问循环来封装它可能是最简单的。

static int read_loop(struct protected_loop_var* loop){
    pthread_mutex_lock(&loop->mutex);
    int value=loop->value;
    pthread_mutex_unlock(&loop->mutex);
    return value;
}

static void write_loop(struct protected_loop_var* loop,int newval){
    pthread_mutex_lock(&loop->mutex);
    loop->value=newval;
    pthread_mutex_unlock(&loop->mutex);
}

然后你的while 在entry 可以说while(read_loop(&loopvar))，在exit_loop 你可以写write_loop(&loopvar,0) 而不是loop=0 其中loopvar 是loop1 或loop2 视情况而定。

如果您需要在每个线程上运行相同的代码，那么您可以通过 void* 参数将循环变量的地址传递给该线程。

其他模式可能适用于这种特定情况，但互斥锁是用于保护对共享变量的多线程访问的通用工具。