並行線程：造成線程飢餓快速的重新鎖定

我有兩個線程，其中一個在緊密循環工作，以及偶爾需要執行與第一同步其他：並行線程：造成線程飢餓快速的重新鎖定

// thread 1 
while(1) 
{ 
    lock(work); 
    // perform work 
    unlock(work); 
} 

// thread 2 
while(1) 
{ 
    // unrelated work that takes a while 
    lock(work); 
    // synchronizing step 
    unlock(work); 
}

我的本意是線程2可以通過取鎖來有效地暫停線程1並執行必要的同步。線程1也可以通過解鎖來提供暫停，並且如果線程2沒有等待鎖定，則重新鎖定並返回工作。

我遇到的問題是互斥體不公平，所以線程1很快重新鎖定了互斥體並且導致線程2不能正常運行。我試圖使用pthread_yield，並且目前爲止它似乎運行正常，但我不是確保它適用於所有系統/內核數量。有沒有辦法保證即使在多核系統上，線程1也會始終屈服於線程2？

處理此同步過程的最有效方法是什麼？

來源

2012-10-02 scientiaesthete

你在你的問題已經描述了沒有關係公平，如果你想線程2是具有較高優先級線程，然後1，一個的方式來實現這一目標，通過使用條件變量。 – Michael

這個問題與[* Fair fair section（Linux）*]（http://stackoverflow.com/q/6449732/134633）非常相似。 – caf

你可以建立一個FIFO「票鎖定」在並行線程互斥體的頂部，沿着這些路線：

#include <pthread.h> 

typedef struct ticket_lock { 
    pthread_cond_t cond; 
    pthread_mutex_t mutex; 
    unsigned long queue_head, queue_tail; 
} ticket_lock_t; 

#define TICKET_LOCK_INITIALIZER { PTHREAD_COND_INITIALIZER, PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER } 

void ticket_lock(ticket_lock_t *ticket) 
{ 
    unsigned long queue_me; 

    pthread_mutex_lock(&ticket->mutex); 
    queue_me = ticket->queue_tail++; 
    while (queue_me != ticket->queue_head) 
    { 
     pthread_cond_wait(&ticket->cond, &ticket->mutex); 
    } 
    pthread_mutex_unlock(&ticket->mutex); 
} 

void ticket_unlock(ticket_lock_t *ticket) 
{ 
    pthread_mutex_lock(&ticket->mutex); 
    ticket->queue_head++; 
    pthread_cond_broadcast(&ticket->cond); 
    pthread_mutex_unlock(&ticket->mutex); 
}

在這種方案中，沒有低級並行線程互斥舉行，而一個線程中ticketlock保護關鍵部分，允許其他線程加入隊列。

來源

2012-10-03 07:12:18 caf

在你的情況下，最好使用condition variable通知第二個線程，當它需要喚醒並執行所有必需的操作時。

來源

2012-10-02 06:13:37

也請提到信號量作爲解決這些問題的潛在解決方案，它們經常被忽視！ –

有關信號量如何用於解決此問題的任何示例或代碼片段？ – Atanu

[這是我的回答]（http://stackoverflow.com/a/6453925/134633）可能很有用，我將展示如何使用pthreads條件變量實現先進先出門票鎖定。 – caf

pthread在其API中提供了線程優先級的概念。當兩個線程在互斥體上競爭時，調度策略決定哪個線程獲得它。功能pthread_attr_setschedpolicy可讓您設置，pthread_attr_getschedpolicy允許檢索信息。

現在的壞消息：

當只有兩個線程鎖定/解鎖互斥，我看不到任何形式的競爭，誰運行的原子指令需要它，其他區塊的第一。我不確定這個屬性是否適用於此。
功能可以採取不同的參數（SCHED_FIFO，SCHED_RR，SCHED_OTHER和SCHED_SPORADIC），但in this question，它已經回答了，只有SCHED_OTHER在Linux平臺支持）

所以我給它一個鏡頭，如果我是你，但不要指望太多。 pthread_yield對我來說似乎更有希望。更多信息here。

來源

2012-10-02 06:36:48 qdii

上面的票務鎖看起來像最好的。但是，爲了確保您的pthread_yield能夠正常工作，您可以等待一個bool，它由thread2進行設置和重置。只要布爾等待被設置，thread1就會產生。

來源

2013-09-16 14:19:12 edW

下面是一個簡單的解決方案，將爲您的情況（兩個線程）工作。如果你使用的是std::mutex，那麼這個類是一個直接替換。將你的互斥鎖改爲這種類型，並保證如果一個線程持有鎖而另一個線程等待它，一旦第一個線程解鎖，第二個線程將在第一個線程再次鎖定之前獲取該鎖。

如果有兩個以上的線程同時使用互斥鎖，它仍然可以正常工作，但不能保證公平性。

如果您使用普通pthread_mutex_t，則可以根據此示例輕鬆更改鎖定代碼（解鎖保持不變）。

#include <mutex> 

// Behaves the same as std::mutex but guarantees fairness as long as 
// up to two threads are using (holding/waiting on) it. 
// When one thread unlocks the mutex while another is waiting on it, 
// the other is guaranteed to run before the first thread can lock it again. 

class FairDualMutex : public std::mutex { 
public: 
    void lock() { 
     _fairness_mutex.lock(); 
     std::mutex::lock(); 
     _fairness_mutex.unlock(); 
    } 
private: 
    std::mutex _fairness_mutex; 
};

來源

2017-10-24 08:37:19 itaych

並行線程：造成線程飢餓快速的重新鎖定

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