重生之我学操作系统——第30章条件变量

Publish : 2024 Oct 08 , Lastmod : 2024 Oct 08

park()可以让调用线程休眠
unpark(tid)可以唤醒tid标识的线程
setpark()可以使线程从park直接返回（其他线程调用unpark后）
Linux系统里提供futex实现类似机制

为什么我们需要条件变量

void* child(void* arg){
    printf("child\n");
    // XXX how to indicate we are done?
    return NULL;
}

int main(int argc, char* argv[]){
    printf("parent: begin\n");
    pthread_t c;
    pthread_create(&c, NULL, child, NULL); // create child
    // xxx how to wait for child?
    printf("parent: end\n");
    return 0;
}

一种低效的实现

volatile int done = 0;

void* child(void* arg){
    printf("child\n");
    done = 1;
    return NULL;
}

int main(int argc, char* argv[]){
    printf("parent: begin\n");
    pthread_t c;
    pthread_create(&c, NULL, child, NULL); // create child
    while(done == 0)
        ; // spin
    printf("parent: end\n");
    return 0;
}

目的:判断A是否执行完，A执行完后B才能执行

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有什么优化方案？

尝试：引入条件变量

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存在问题：线程2执行完第一行后，时间片耗尽，转而先执行线程1的unpark（此时没有休眠线程可以释放），回到线程2后park进入休眠无法释放。

一个简单规则：发送信号时记得加锁

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问题：执行线程2的park后，锁没有unlock，陷入死锁

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问题：线程2执行完第4行unlock后，可能时间片耗尽跳转到线程1先执行unpark（此时没有休眠线程可以释放），回到线程2后park进入休眠无法释放。

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条件变量类型：抽象

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事件类型：抽象

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条件变量
- 是一个显示队列，根据某些特定条件(condition)决定线程行为
- 等待条件：当条件不满足时，线程加入队列（休眠）
- 发出信号：对于其他线程，当改变状态（使条件满足时），可以在队列中唤醒线程

“条件变量”小结

条件变量可以处理线程的等待和唤醒
在条件变量上等待的线程，会在休眠前解锁，被唤醒后立刻加锁
通过条件变量可以实现事件类型，描述事件发生与否
如何用条件变量解决实际问题?

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