Boost::Thread / C++11 std::thread，想在条件下唤醒工作线程

Question

我使用 Boost::thread 作为工作线程。我想在没有工作要做的时候让工作线程进入睡眠状态，一旦有工作要做就唤醒它。我有两个保存整数的变量。当整数相等时，没有工作要做。当整数不同时，有工作要做。我当前的代码如下所示：

int a;
int b;

void worker_thread()
{
    while(true) {
        if(a != b) {
            //...do something
        }
                    //if a == b, then just waste CPU cycles
    }
}

//other code running in the main thread that changes the values of a and b

我尝试使用条件变量并在 a == b 时让工作线程进入睡眠状态。问题是存在竞争条件。这是一个示例情况：

1. 工作线程评估 if(a == b)，发现它为真。
2. 主线程更改 a 和/或 b 使得它们不再相等。在工作线程上调用 notify_one()。
3. 工作线程忽略 notify_one()，因为它仍然处于唤醒状态。
4. 工作线程进入睡眠状态。 死锁

如果我可以避免条件变量会更好，因为我实际上不需要锁定任何东西。但是只要让工作线程在 a == b 时进入睡眠状态，并在 a != b 时唤醒。有没有办法做到这一点？

Answer 1

您似乎没有正确同步访问：当您在工作线程中读取a 和b 时，至少在访问与生产者共享的值时需要获取锁：因为工作线程持有锁，主线程不能更改a 和b。如果它们不相等，工作线程可以释放锁并开始处理这些值。如果它们相等，则工作线程代替条件变量上的wait()s 而 持有锁！条件变量的主要功能是原子地释放锁并进入睡眠状态。

当主线程更新a 和/或b 时，它会获取锁，进行更改，释放锁并通知工作线程。工作线程显然没有持有锁，而是在下一次检查到期时或作为通知的结果获取它，检查值的状态并wait()s 或处理这些值。

如果操作正确，就不会出现竞争条件！

我错过了您的关键混淆：“因为我实际上不需要锁定任何东西”！好吧，当您有两个线程可以同时访问相同的值并且至少其中一个正在修改该值时，如果没有同步，您就会发生数据竞争。任何具有数据竞争的程序都有未定义的行为。换句话说：即使您只想将bool 值从一个线程发送到另一个线程，您也确实需要同步。同步不必采用锁的形式（例如，可以使用原子变量同步值），但是进行非平凡的通信，例如，涉及两个 ints 而不仅仅是一个具有原子的通信通常是相当困难的！您几乎可以肯定想要使用锁。然而，你可能还没有发现这种深切的渴望。

Answer 2

需要考虑的事情：

1. 您的线程是否有任何理由保持睡眠状态？
2. 为什么不启动一个新线程并在它完成工作后让它自然死亡？
3. 如果在任何时间点只有一个代码路径处于活动状态（所有其他线程都处于休眠状态），那么您的设计不允许并发。

最后，如果你使用线程间共享的变量，你应该使用atomics。这将确保对您的值的访问是同步的。