c - 如果我们需要按特定顺序打印多线程计算的结果，为什么使用信号而不是广播？

问题描述

在下面的代码中，我创建了一个线程池，它们在一个公共数组上进行一些计算。我希望计算并行完成，但是，我想打印计算结果，以便线程 id x 不会在线程 id y 之前打印其结果，其中 x > y。所以首先我想打印 id 0 的结果，然后是 1、2 等。

我正在使用 pthreads 来执行此操作。最初我曾经pthread_cond_broadcast唤醒阻塞的线程（一切正常），但后来我pthread_cond_signal只是出于好奇而尝试。有趣的是，该程序仍然可以正常工作。

但我不明白为什么。那是：

我产生，说5个线程。他们都完成了他们的计算。
其中 4 个被阻塞，而线程 id 0 打印其结果和信号。
根据规范 pthread_cond_signal“应至少解除一个被阻塞的线程”。所以也许它解除了线程 id 3 的阻塞。
线程 id 3 无法继续，因为还没有轮到它打印结果，所以它等待。
出现僵局。

那么为什么pthread_cond_signal仍然有效呢？是因为反复的运气还是因为我的操作系统创建了一个阻塞线程队列，而线程 id 1 恰好位于该队列的头部？

这是我的代码（等待/信号逻辑在函数中ComputeThread）：

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

#define DEFAULT_VAL 5
#define ARR_LEN 5
#define THREADS_NUM 5

typedef struct helper_t {
    int * currId;
    int threadId;
    int * computeArr;
    pthread_mutex_t * mutex;
    pthread_cond_t * cond;
} helper_t;

int * initComputeArr(int len) {
    int i;
    int * computeArr = (int *) malloc(sizeof(int) * len);
    for(i = 0; i < len; i++) {
        computeArr[i] = DEFAULT_VAL;
    }
    return computeArr;
}

void mallocError() {
    printf("malloc error\n");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

helper_t * initHelpers(pthread_mutex_t * mutex, pthread_cond_t * cond, int * computeArr) {
    int i;
    helper_t * helpers = (helper_t *) malloc(sizeof(helper_t) * THREADS_NUM);
    int * currId = (int *) malloc(sizeof(int));
    if(!helpers || !currId) {
        mallocError();
    } else {
        *currId = 0;
        for(i = 0; i < THREADS_NUM; i++) {
            helpers[i].mutex = mutex;
            helpers[i].cond = cond;
            helpers[i].computeArr = computeArr;
            helpers[i].currId = currId;
            helpers[i].threadId = i;
        }
    }
    return helpers;
}

void printHelper(helper_t * h) {
    printf("threadId %d, currId %d\n", h->threadId, *h->currId);
}

void printHelpers(helper_t * h, int len) {
    int i;
    for(i = 0; i < len; i++) {
        printHelper(&h[i]);
    }
}

int calc(int * arr, int uptoIndex) {
    int i, sum = 0;
    for(i = 0; i <= uptoIndex; i++) {
        sum += arr[i];
    }
    return sum;
}

void * ComputeThread(void * arg) {
    int calcResult;
    helper_t * h = (helper_t *) arg;
    pthread_mutex_t * mutex = h->mutex;
    pthread_cond_t * cond = h->cond;
    calcResult = calc(h->computeArr, h->threadId);
    sleep(1);
    pthread_mutex_lock(mutex);
    while(*h->currId != h->threadId) {
        printf("id %d waiting...\n", h->threadId);
        pthread_cond_wait(cond, mutex);
    }
    printf("curr %d, threadId %d, result %d\n", *h->currId, h->threadId, calcResult);
    (*h->currId)++;
    pthread_cond_signal(cond);
    pthread_mutex_unlock(mutex);
    pthread_exit((void *) calcResult);
}

int main() {
    int i;
    pthread_mutex_t mutex;
    pthread_cond_t cond;
    int * computeArr;
    int * calcResutls;
    helper_t * helpers;
    pthread_t threads[THREADS_NUM];

    computeArr = initComputeArr(ARR_LEN);
    calcResutls = initComputeArr(ARR_LEN);
    helpers = initHelpers(&mutex, &cond, computeArr);
    printHelpers(helpers, THREADS_NUM);

    for(i = 0; i < THREADS_NUM; i++) {
        pthread_create(&threads[i], NULL, ComputeThread, (void *) &helpers[i]);
    }

    for(i = 0; i < THREADS_NUM; i++) {
        pthread_join(threads[i], (void **) &calcResutls[i]);
    }

    for(i = 0; i < ARR_LEN; i++) {
        printf("%d, ", calcResutls[i]);
    }
    printf("\n");
    printf("end of calc\n");

    return 0;
}

标签： cmultithreadingpthreadscondition-variable

c - 如果我们需要按特定顺序打印多线程计算的结果，为什么使用信号而不是广播？

问题描述

解决方案

推荐阅读