如何讓thread2在c中使用posix-threads等待thread1

Question

我是使用posix-threads的新手。那麼，我寫了一個C程序，它創建了兩個線程。我有一個全局變量，它是一個傳感器值的數組。 thread1應該把值寫入這個數組中。線程2應在線程1完成寫入後讀取傳感器值。我的程序沒有顯示預期的行爲。線程1應該一次寫入500個值。但是，thread1並沒有完成一次寫入這500個值，線程2開始讀取損壞的值。我使用了互斥鎖，但它不能幫助我。線程1應該在所有情況下完成寫這500個值。它不應該被中斷，以便線程2可以讀取實際/正確的值。這是我的整個代碼：

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

int sensors_values[500]; 
pthread_mutex_t lock; 

void *writeSensorValues (void * msg) { 
    pthread_mutex_lock(&lock); 
    printf("%s\n", (char*)msg); 
    for (int i=0; i<500; i++) { 
     sensors_values[i] = i; 
    } 
    pthread_mutex_unlock(&lock); 
    return NULL; 
} 

void *readSensorValues (void *msg) { 
    pthread_mutex_lock(&lock); 
    printf("%s:", (char*) msg); 
    for (int i=0; i<500; i++) { 
     printf(" %d",sensors_values[i]); 
    } 
    printf("\n"); 
    pthread_mutex_unlock(&lock); 
    return NULL; 
} 

int main() { 
    pthread_t thread1,thread2; 

    char * msg1 = "thread1"; 
    char * msg2 = "thread2"; 
    memset(sensors_values,-1,500); 

    pthread_mutex_init(&lock,NULL); 
    pthread_create(&thread1,NULL,writeSensorValues, (void*)msg1); 
    pthread_create(&thread2,NULL,readSensorValues, (void*)msg2); 

    pthread_join(thread1,NULL); 
    pthread_join(thread2,NULL); 

    return 0; 
} 

我應該怎麼做才能獲得預期的行爲？

Answer 1

首先，

memset(sensors_values,-1,500); 

應該是

memset(sensors_values,0xFF,sizeof(sensors_values)); 

第三個參數是的字節設定數值。

此錯誤導致只有四分之一或八分之一的數組被初始化，這可能導致您認爲一個線程正在中斷另一個線程，但這是一個不正確的診斷。

---

線程1沒有完成一次和線程2寫這500個值開始讀取損壞的值。

這是不可能的。互斥確實阻止了這一點。以下僅是兩個可能的輸出（使用上述修復）：

• thread1（writeSensorValues）首先獲取鎖。

  線程1
  線程2：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 2 13 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 4 63 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499

和

• thread2（readSensorValues）首先獲取鎖定。

  thread2：-1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1
  線程1

---

如果你想確保作家在讀者面前運行，你可以使用以下命令：

pthread_mutex_t lock; 
pthread_cond_t initial_write_done_cond; 
int initial_write_done = 0; 

void *writeSensorValues (void * msg) { 
    pthread_mutex_lock(&lock); 
    ... 
    initial_write_done = 1; 
    pthread_cond_signal(&initial_write_done_cond); 
    pthread_mutex_unlock(&lock); 
    return NULL; 
} 

void *readSensorValues (void * msg) { 
    pthread_mutex_lock(&lock); 
    while (!initial_write_done) 
     pthread_cond_wait(&initial_write_done_cond,&lock); 

    ... 
    pthread_mutex_unlock(&lock); 
    return NULL; 
} 

... 

    pthread_mutex_init(&lock,NULL); 
    pthread_cond_init(&initial_write_done_cond,NULL); 

這是沒有意義的，因爲代碼將被強制順序執行使用線程在你的程序，所以我認爲這只是一個更大程序的原型。具體來說，我假設這些線程假設在循環中編寫和讀取傳感器。在這樣的程序中，上面的代碼將確保在任何讀取之前發生寫入。 （由4386427發佈的pthread_yield解決方案很容易在這樣的程序中產生100％的CPU。事實上，我無法瞭解適合使用線程的情況以及該解決方案是否合適。）

Answer 2

您可以添加一個確保作者首先運行的全局標誌。

int write_done = 0; 

然後在編程器代碼裏面執行write_done = 1;就在解鎖互斥量之前。

在讀者做

void *readSensorValues (void *msg) { 
    while(1) 
    { 
     pthread_mutex_lock(&lock); 
     if (write_done == 1) break; 
     pthread_mutex_unlock(&lock); 
     pthread_yield(); // you could also add a short sleep 
          // to avoid high CPU usage 
    } 

    ..... 

編輯

正如評論說@Dmitri一個條件可能是一個更清潔的解決方案。我發現這一點不那麼複雜，但通過@ikegami查看條件使用的答案。