条件変数の実装

Question

pthread条件変数のコードを理解するために、自分のバージョンを作成しました。それは正しいか？私はプログラムでそれを使用していますが、その作業は驚くほど速く動作します。もともとプログラムは約2.5秒かかっていて、私のバージョンの条件変数ではわずか0.8秒しかかからず、プログラムの出力も正しいです。しかし、私の実装が正しいかどうかはわかりません。

struct cond_node_t 
{ 
    sem_t s; 
    cond_node_t * next; 
}; 

struct cond_t 
{ 
    cond_node_t * q;    // Linked List 
    pthread_mutex_t qm;     // Lock for the Linked List 
}; 

int my_pthread_cond_init(cond_t * cond) 
{ 
    cond->q = NULL; 
    pthread_mutex_init(&(cond->qm), NULL); 
} 

int my_pthread_cond_wait(cond_t* cond, pthread_mutex_t* mutex) 
{ 
    cond_node_t * self; 

    pthread_mutex_lock(&(cond->qm)); 
    self = (cond_node_t*)calloc(1, sizeof(cond_node_t)); 
    self->next = cond->q; 
    cond->q = self; 
    sem_init(&self->s, 0, 0); 
    pthread_mutex_unlock(&(cond->qm)); 

    pthread_mutex_unlock(mutex); 
    sem_wait(&self->s); 
    free(self); // Free the node 
    pthread_mutex_lock(mutex); 
} 

int my_pthread_cond_signal(cond_t * cond) 
{ 
    pthread_mutex_lock(&(cond->qm)); 
    if (cond->q != NULL) 
    { 
     sem_post(&(cond->q->s)); 
     cond->q = cond->q->next; 
    } 
    pthread_mutex_unlock(&(cond->qm)); 
} 

int my_pthread_cond_broadcast(cond_t * cond) 
{ 
    pthread_mutex_lock(&(cond->qm)); 
    while (cond->q != NULL) 
    { 
     sem_post(&(cond->q->s)); 
     cond->q = cond->q->next; 
    } 
    pthread_mutex_unlock(&(cond->qm)); 
} 

Answer 1

は、基本的にはあなたの戦略は大丈夫に見えますが、あなたは一つの大きな危険、いくつかの未定義の動作、およびNITピック持って：あなたはあなたのPOSIX関数の戻り値を検査していない

• を。特にsem_waitは中断されますので、重い負荷や不運のもとで、スレッドは偽りに目が覚めます。あなたは慎重にすべてをキャッチする必要があります
• 値を返す関数はありません。ある関数のユーザーがいつか戻り値を使用することに決めた場合、これは未定義の動作です。条件関数が返すことが許されているエラーコードを慎重に分析し、それだけを行います。実は、あなたがすべてでmalloc/free必要はありません。
• はmallocまたはcalloc

編集のリターンをキャストしないでください。ローカル変数も同様です。

Answer 2

あなたはこの要件を尊重していないようです：

これらの関数は、アトミックミューテックスを解放し、条件変数condをブロックする呼び出し元のスレッドを引き起こします。ここでは原子的には、「mutexへの別のスレッドによるアクセス、次に条件変数へのアクセスに関して原子的に」という意味の を意味します。つまり、about-to-blockスレッドが解放した後に別のスレッドがmutex を取得できた場合、そのスレッドのpthread_cond_broadcast（）またはpthread_cond_signal（）へのその後の呼び出しは、 は、 about-to-blockスレッドがブロックされています。

ロックを解除してから待機します。別のスレッドは、これらの操作の間に多くのことを行うことができます。

P.S.私はこの段落を正しく解釈しているのかどうかはわかりませんが、私の誤りを指摘してください。

Answer 3

は別に行方不明の戻り値のチェックから、修正可能である必要があり、いくつかのより多くの問題があります。

• sem_destroyは呼び出されません。
• シグナル/ブロードキャストは、ターゲットスレッドをウェイクした後にcond_node_tに触れます。

さらにコメント：

• 省略は、POSIXが、それは安全でなければならないと言うとき、条件変数を破壊しても安全ですので、操作は他の操作への変更を必要とするかもしれない破壊します。破棄をサポートしていない場合や、呼び出される可能性がある場合にはより強い制限を課すことは、事柄を単純化します。
• 実稼働の実装では、スレッドのキャンセルが処理されます。
• （スレッドのキャンセルや、pthread_cond_timedwaitのタイムアウトに必要な）待機を取り消すと、問題が発生する可能性があります。
• インプリメンテーションでは、パフォーマンス上の理由から、一部の本番実装で実行される、ユーザーランド内のスレッドをキューに入れます。なぜ私は正確に理解できません。
• 実装は常にスレッドをLIFO順にキューに入れます。これはしばしば（キャッシュ効果などの理由により）より高速ですが、飢餓につながる可能性があります。生産の実装では、飢餓を避けるためにFIFO順序を使用することがあります。