強制線程上下文切換

我希望能夠強制從一個線程切換到另一個線程的上下文。因此，我已實現了以下鎖定過程：強制線程上下文切換

#define TRUE (1==1) 
#define FALSE (0==1) 

#include <pthread.h> 

int acquire(void); 
int release(void); 
int c_yield(int count); 

// Who was the last to acquire the lock 
static volatile pthread_t lock_owner; 

// Is the lock currently taken 
static volatile int lock_taken = FALSE; 

/* This variable indicates how many threads are currently waiting for 
* the lock. */ 
static volatile int lock_wanted = 0; 

/* Mutex for protecting access to lock_wanted, lock_owner and 
* lock_taken */ 
static pthread_mutex_t mutex; 

/* Condition even to notify when the lock becomes available */ 
static pthread_cond_t cond; 

void init_lock(void) { 
    pthread_cond_init(&cond, NULL); 
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL); 
} 

int acquire(void) { 
    pthread_mutex_lock(&mutex); 
    if(lock_taken) { 
     lock_wanted++; 
     pthread_cond_wait(&cond, &mutex); 
     lock_wanted--; 
    } 
    if(lock_taken) { 
     pthread_mutex_unlock(&mutex); 
     return EPROTO; 
    } 
    lock_taken = TRUE; 
    lock_owner = pthread_self(); 
    return pthread_mutex_unlock(&mutex); 
} 

int release(void) { 
    pthread_mutex_lock(&mutex); 
    lock_taken = FALSE; 
    if(lock_wanted > 0) { 
     pthread_cond_signal(&cond); 
    } 
    return pthread_mutex_unlock(&mutex); 
}

使用另一種方法（未示出），然後我可以實現產率（），只有當有或者沒有線程等待鎖返回，或後至少有一個其他線程有機會運行。

這個實現大多數情況下工作正常，但是如果我用大約50個線程試圖以隨機間隔獲取和釋放鎖來進行壓力測試，每隔一段時間acquire（）將返回EPROTO，表示某人稱爲pthread_cond_signal而不設置第一個lock_taken = FALSE。

這是爲什麼？看起來好像CPU有時看不到lock_taken的新值，這就是爲什麼我已經使變量變得不穩定。但它仍然發生......

來源

2011-12-04 Nikratio

if(lock_taken) { 
    lock_wanted++; 
    pthread_cond_wait(&cond, &mutex); 
    lock_wanted--; 
}

這應該是while(lock_taken)，不if。有幾個原因可能會從pthread_cond_wait中醒來，但在您計劃的時間內找到另一個線程佔用的鎖。一個是如果有虛假的喚醒。另一種情況是，如果另一個線程在我們阻塞之後輸入acquire，則發現該鎖未被佔用，並且在該線程再次獲得互斥之前將其自己佔用。

的典型方法是：

lock_wanted++; 
while(lock_taken) pthread_cond_wait(&cond, &mutex); 
lock_wanted--;

破除一切volatile S的，他們傷害的性能，而不是必要的。由於互斥體足夠同步，所以沒有其他必要。（而且，對於看着你的代碼的任何人來說，他們表示你不懂線程同步，並試圖「灑入」它，直到它碰巧正常工作。）

來源

2011-12-04 21:44:30

謝謝！在等待的線程有機會抓住釋放的鎖之前，我看到另一個線程進入'acquire'的時刻。但是，您提到的「虛假喚醒」是否還有其他原因？ * pthread_cond_signal（3）*表示它正在喚醒一個線程。在我的辯護中：我不相信'volatile'是必需的，但是我撒了他們以防萬一我錯了:-)。 – Nikratio

與'acquire'有同樣的問題可能會出現在* pthreads庫本身內部，無法控制。由於pthreads庫不能訪問謂詞，因此它不能在內部使用'while'循環。所以它有同樣的問題，但它無法解決它。 –

因此，* pthread_cond_signal（3）*顯然是錯誤的？這裏的描述似乎沒有考慮到你描述的可能性（但我還發現了其他幾個問題和關於虛假喚醒的維基百科文章，所以我傾向於相信你）。 – Nikratio

強制線程上下文切換

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