C++ 信号和解锁命令

我遵循了一个教程，我得到了这个。我想知道这样更改singal（）和unLock（）的顺序是否可以

void WorkHandler::addWork(Work* w){
    printf("WorkHandler::insertWork Thread, insertWork locking \n");
    lock();
    printf("WorkHandler::insertWork Locked, and inserting into queue \n");
    m_workQueue.push(w);
    signal();
    unLock();
}

如果我不能这样做，你能告诉我为什么我不能这样做的细节吗？

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提前谢谢。

您的问题的答案是“是”。事实上，这稍微好一点（你可能已经猜到了），因为它避免了“匆忙等待”的问题，即唤醒一个线程来测试一个条件，而只是让它在测试条件之前立即阻塞它需要获取的互斥体

这个答案是基于以下猜测得出的：

• lock

  是

  pthread\u mutex\u lock

  的薄包装

• unLock

  是

  pthread\u mutex\u unLock

  的薄包装

• signal

  是

  pthread\u cond\u signal

  的东西包装器
• 锁定和解锁的互斥锁是您给

  pthread\u cond\u wait

  的互斥锁

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首先，这里没有正确性问题。两种命令都可以。回想一下，无论何时使用条件变量，都必须在等待时循环谓词：

void WorkHandler::addWork(Work* w){
    printf("WorkHandler::insertWork Thread, insertWork locking \n");
    lock();
    printf("WorkHandler::insertWork Locked, and inserting into queue \n");
    m_workQueue.push(w);
    unLock();
    signal();
}

通过在解锁后发送信号，您不会引入任何正确性问题；线程仍然保证会被唤醒，最糟糕的情况是另一个唤醒首先出现——此时它看到谓词变为true并继续

但是，可能会出现两个性能问题

• “快点等等”。基本上，如果您在保持锁的同时发出信号，那么另一个线程仍然需要等待，直到互斥锁可用。许多pthreads实现将不唤醒另一个线程，而只是将其移动到互斥体的等待队列，从而节省不必要的唤醒->等待周期。然而，在某些情况下，这是未实现或不可用的，导致潜在的虚假上下文切换或IPI
• 虚假的唤醒。如果在解锁后发出信号，另一个线程可能会发出另一个唤醒。考虑下面的场景：

• 线程A开始等待将项添加到线程安全队列
• 线程B在队列中插入一个项目。解锁队列后，但在发出信号之前，会发生上下文切换
• 线程C在队列中插入一个项目，并发出cvar信号
• 线程A唤醒，并处理这两个项目。然后它又回到排队等候
• 线程B恢复，并向cvar发送信号
• 线程A被唤醒，然后立即返回睡眠状态，因为队列是空的
如您所见，这可能会引入虚假唤醒，这可能会浪费一些CPU时间

就我个人而言，我认为这两种情况都不值得过分担心。您通常不知道您的实现是否支持将waiter从条件变量移动到互斥等待队列，这是您可以用来决定使用哪个队列的唯一真正标准

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我的直觉是，如果我必须选择的话，解锁后的信号发送不太可能导致效率低下，因为效率低下需要三个线程的竞争，而不是两个线程的“快速等待”状态。然而，这并不值得担心，除非基准测试显示了太多的上下文切换开销或其他问题。

这篇文章确实值得一读，以回答您的问题：

假设您将相同的互斥体与条件变量一起使用，以使条件更改成为原子性的。有两种情况，您应该了解他们的行为：

保持互斥时等待信号（条件变量）。结果是让线程加入条件变量的队列，然后进入睡眠状态

有信号但没有互斥。在这种情况下，线程不会休眠，而是阻塞它。（我犯的一个错误是，我认为它也会休眠。在这种情况下，如果生产者在释放互斥锁之前发出信号并切换上下文，那么所有线程都会醒来，知道它们无法锁定互斥锁，永远进入休眠状态。这是错误的，因为它们不会休眠，而是等待并阻塞）

Pthreads是通过等待变形来实现的，也就是说，它不是在发出信号时唤醒线程，而是将条件变量上的线程传输到附加的互斥队列。因此，锁定时的信号更可取，不会对性能造成太大影响

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对于解锁互斥锁之前的信令，它可能会导致虚假唤醒。如果您的代码设计得不好，无法处理虚假唤醒所做的谓词更改，则应在保持锁定的同时选择signal。

pthread_cond_signal的手册页上说，您可以发出信号，表明您是否拥有互斥锁（基本上是在锁定和解锁之间的任何时间）可能存在的not true副本。等待线程在获取互斥锁之前无法继续，而在“信号器”解锁互斥锁之前，互斥锁无法发生。原来的顺序实际上对性能更好。（有关详细信息，请参见“重复”问题中的已接受答案。）您当然可以“袖手旁观”您的答案。但是，如果你打算推荐一个与世界上所有其他参考文献基于“性能”而推荐的序列相反的序列，我认为你有责任提供性能分析。所以我支持我的反对票。@Nemo，在某些情况下，将服务员转移到互斥对象的等待队列是不可能的。在Linux上，当condvar设置了其

pshared

属性时就是这种情况，例如，在发送condvar信号的过程中，互斥锁的地址可能不同或完全不可用。事实上，这是不使用pshared默认值的动机之一（另一个原因是mm private futex哈希表减少了哈希冲突的发生）@Nemo，是的，如果您知道pthreads实现支持移动waiter，那么这种方式可能会稍微好一些。另一方面，如果y，则解锁后的信号发送更好（可能幅度更大）

pthread_mutex_lock(mutex);
while (!predicate)
  pthread_cond_wait(cvar);
pthread_mutex_unlock(mutex);