多个线程定期更新全局变量，而第三个线程等待读取答案

【问题标题】：Multiple threads update global variables periodically while third thread waiting to read多个线程定期更新全局变量，而第三个线程等待读取
【发布时间】：2012-04-18 13:02:22
【问题描述】：

我有两个线程 A，B 定期更新两个全局传感器读取变量，它们执行相同的例程。第三个线程 C 将在这些值更新后立即对它们进行一些计算。我设置了一些条件变量，当 A 和 B 都更新全局变量时，C 将立即读取。我担心线程 C 错过了一些传感器读数，因为它使用 while 循环的轮询安排在新的 A、B 更新之后。我不确定我的担心是否必要，因为我是 pthread 的新手。我的开发环境是嵌入式linux板，目前正在学习pthread。有没有比为每个全局变量设置两个条件变量更好的方法。

【问题讨论】：

以什么方式更好？条件变量有什么问题？你有代码复杂性的问题吗？表现？正确性的保证？有实际的争执吗？或者这种访问只是偶尔的，所以重要的是正确性？（如果是这样，为什么不直接使用互斥锁？）
C 不能错过更新重要吗？例如，传感器 A 的读数在 C 开始使用它之前更新两次是否可以（因此 C 只关心最近的读数）还是不可接受？如果是后者，那么可能需要一个可以容纳多个读取的队列，或者您可能需要阻塞生产者线程（A 或 B），直到 C 开始使用更新。

标签： linux multithreading thread-safety pthreads posix

【解决方案1】：

我会使用一个互斥体、一个条件变量和一个谓词整数生成计数器（只是一个初始化为零的常规整数）。逻辑是这样的：

要更新值：锁定互斥体。更新值。增加谓词整数。广播条件变量。释放互斥锁。

读取当前值：锁定互斥体。复制谓词整数生成计数器的值。读取值。释放互斥锁。

检查新值：锁定互斥体。检查谓词整数与您上次读取值时复制的值。如果不同，就有新的价值。释放互斥锁。

等待新值：锁定互斥体。虽然谓词整数仍然保留上次读取值时所保留的值，但阻止释放互斥锁的条件变量。为下一次等待复制新的谓词整数。注意新值。释放互斥锁。

【讨论】：

谓词整数风险溢出，我设置了flags，读完后再转。
溢出是无害的，因为值仍然会改变。但如果你真的很偏执，一旦超过 10 亿，你可以将其切换回零。
如果我正确理解了这个问题，你会想要两个值中的每一个都有一个生成计数器（或标志），以便 C 可以确定更新了哪个读数（或两者）。
你可能会。如果您希望线程能够等待特定变量更新，您可能需要两个条件变量。这些都是您在实施过程中可以做出的选择。

【解决方案2】：

你的另一个选择是一个普通的互斥体。

pthread_mutex_t lockX = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

[...]

pthread_mutex_lock(lockX);
// do things with shared variable
pthread_mutex_unlock(lockX);

这适用于读取和写入，因为即使使用单个 int，线程 A 也可以读取一半一个值，然后线程 B 写入同一个变量，线程 B 继续读取另一半，产生了一个从未存在过的“价值”。

你没有有在线程中使用全局变量，顺便说一句。您可以将包含任何内容的结构指针传递给线程函数。

【讨论】：

当你说“线程A读取一半值，然后线程B写入同一个变量，线程B继续读取另一半，产生一个“值”时，你能启发我吗？从未存在过。”
这正是他所说的。如果没有适当的同步，读取和写入可能会重叠，导致读取一半的旧值和一半的新值。假设一个变量包含值“93”，而您正在向它写入“31”。如果我在你写作的同时阅读，我可能会读“9”然后你写“31”然后我读“1”，所以我认为值是“91”，它 从来没有。