带有互斥锁的 Pthreads 程序 - 每次打印相同的字符串答案

【问题标题】：Pthreads program with mutex - printing same string every time带有互斥锁的 Pthreads 程序 - 每次打印相同的字符串
【发布时间】：2019-06-15 16:31:10
【问题描述】：

我有一个学校项目，需要我编写一个程序来打印：<ONE><TWO><THREE><ONE><TWO><THREE><ONE><TWO><THREE>….............. 使用 3 个线程和互斥锁。我试图在课堂上的一些帮助下做到这一点，但它只是继续打印<ONE>。你能帮我解决我的问题并理解我有什么问题吗？

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

static pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

void *func(void *arg)
{
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    while (1) {
        printf ("<ONE>");
    }
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    pthread_exit(NULL);
}

void *func2(void *arg)
{
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    while (1) {
        printf ("<TWO>");
    }
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    pthread_exit(NULL);
}

void *func3(void *arg)
{
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    while (1) {
        printf ("<THREE>");
    }
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    pthread_exit(NULL);
}

main()

{
    pthread_t mythread1,mythread2,mythread3;

    pthread_create( &mythread1, NULL, func, (void *) 1);
    pthread_create( &mythread2, NULL, func2, (void *) 2);
    pthread_create( &mythread3, NULL, func3, (void *) 3);

    pthread_join ( mythread1, NULL);
    pthread_join ( mythread2, NULL);
    pthread_join ( mythread3, NULL);

    exit(0);
}

【问题讨论】：

您希望循环while(1) { printf("<ONE>"); } 何时停止？
你只能使用一个互斥锁吗？
@klutt 问题在于它不会停止。我希望它停止，然后是，然后是，然后再重复一遍。我做错了什么，循环永远不会停止。我必须使用多少互斥锁没有限制。只是因为我不熟悉他们我用了一个
是的，我只是指出一个明显的事实，即由于您从未解锁互斥锁，它将陷入无限循环。您必须在循环内锁定和解锁它。
@klutt 好的。现在它只是随机打印或。不是我想要的顺序

标签： c multithreading pthreads mutex thread-synchronization

【解决方案1】：

正如我在 cmets 中明确指出的那样，这将陷入无限循环，因为您正在循环之外进行锁定和解锁。第一步是将它们移到里面。

void *func(void *arg)
{
    while (1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        printf ("<ONE>");
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
   }
   pthread_exit(NULL);
}

接下来，我们需要添加同步。一个简单的方法是声明一个全局变量：

int next = 1;

然后我们这样修改函数：

void *func(void *arg)
{
    while (1) {
        while(1) {
            pthread_mutex_lock(&mutex);
            if(next == 1) break;
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
        }

        printf ("<ONE>");

        next = 2;

        pthread_mutex_unlock(&mutex);
   }
   pthread_exit(NULL);
}

在func2 和func3 中，您需要将if(next == 1) 和next = 2 修改为适当的值。 func2 应该有 2 和 3，而func3 应该有 3 和 1。

这种方法称为忙等待，通常不是最佳选择，因为它对 cpu 非常密集。更好的选择是查看pthread_cond_wait()。你可以在这里阅读：http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/7908799/xsh/pthread_cond_wait.html

【讨论】：