如何使pthread_cond_timedwait（）对系统时钟操作具有鲁棒性？

考虑以下完全符合POSIX的源代码：

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/time.h>

int main (int argc, char ** argv) {
    pthread_cond_t c;
    pthread_mutex_t m;
    char printTime[UCHAR_MAX];

    pthread_mutex_init(&m, NULL);
    pthread_cond_init(&c, NULL);

    for (;;) {
        struct tm * tm;
        struct timeval tv;
        struct timespec ts;

        gettimeofday(&tv, NULL);

        printf("sleep (%ld)\n", (long)tv.tv_sec);
        sleep(3);

        tm = gmtime(&tv.tv_sec);
        strftime(printTime, UCHAR_MAX, "%Y-%m-%d %H:%M:%S", tm);
        printf("%s (%ld)\n", printTime, (long)tv.tv_sec);

        ts.tv_sec = tv.tv_sec + 5;
        ts.tv_nsec = tv.tv_usec * 1000;

        pthread_mutex_lock(&m);
        pthread_cond_timedwait(&c, &m, &ts);
        pthread_mutex_unlock(&m);
    }
    return 0;
}

#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
int main（int argc，字符**argv）{
pthread_cond_t c；
pthread_mutex_t m；
字符打印时间[UCHAR_MAX]；
pthread_mutex_init（&m，NULL）；
pthread_cond_init（&c，NULL）；
对于（；；）{
struct tm*tm；
结构时间值电视；
结构timespects；
gettimeofday（&tv，NULL）；
printf（“睡眠（%ld）\n），（长）tv.tv\u秒）；
睡眠（3）；
tm=gmtime（&tv.tv_秒）；
strftime（打印时间，UCHAR_MAX，“%Y-%m-%d%H:%m:%S”，tm）；
printf（“%s（%ld）\n”，打印时间，（长）tv.tv\u秒）；
ts.tv_sec=tv.tv_sec+5；
ts.tv\u nsec=tv.tv\u usec*1000；
pthread_mutex_lock（&m）；
pthread_cond_timedwait（&c，&m，&ts）；
pthread_mutex_unlock（&m）；
}
返回0；
}

每5秒打印一次当前系统日期，但是，在获取当前系统时间（

gettimeofday

）和条件等待（

pthread\u cond\u timedwait

）之间，它会休眠3秒

在打印“sleep（…）”之后，尝试将系统时钟设置为过去两天。会发生什么？好的，不再像通常那样在条件下再等待2秒，

pthread\u cond\u timedwait

现在等待两天和2秒

我如何解决这个问题？
如何编写POSIX兼容代码，在用户操纵系统时钟时不会中断

请记住，即使没有用户交互，系统时钟也可能更改（例如，NTP客户端可能每天自动更新时钟一次）。将时钟设置为未来是没有问题的，它只会导致睡眠早起，这通常是没有问题的，您可以轻松地“检测”并相应地处理，但将时钟设置为过去（例如，因为它在未来运行，NTP检测到并修复了它）可能会导致一个大问题

附言：

---

我的系统上既不存在

pthread\u condattr\u setclock（）

也不存在

CLOCK\u MONOTONIC

。这些是POSIX 2008规范（Base的一部分）的强制性要求，但到今天为止，大多数系统仍然只遵循POSIX 2004规范，而在POSIX 2004规范中，这两个都是可选的（高级实时扩展）。

有趣的是，我以前没有遇到过这种行为，但是，我不习惯在我的系统中浪费那么多时间：-）

假设您这样做是出于一个合理的原因，一个可能的（尽管很麻烦）解决方案是使用另一个线程，其唯一目的是周期性地触发条件变量以唤醒任何受影响的线程

换句话说，类似于：

while (1) {
    sleep (10);
    pthread_cond_signal (&condVar);
}

等待条件变量被踢出的代码无论如何都应该检查其谓词（以防止虚假唤醒），因此这不应该对功能产生任何实际的有害影响

这是一个轻微的性能打击，但每10秒一次应该不是太大的问题。它真正的目的只是为了处理（无论出于何种原因）您的定时等待将等待很长时间的情况

---

另一种可能是重新设计应用程序，这样就根本不需要定时等待

在由于某种原因需要唤醒线程的情况下，它总是被另一个线程唤醒，而另一个线程完全能够踢出一个条件变量来唤醒一个线程（或者广播来唤醒它们中的很多线程）

---

这与我上面提到的踢线非常相似，但更多的是作为体系结构的一个组成部分，而不是螺栓连接。

您可以针对这个问题保护代码。一个简单的方法是使用一个线程，其唯一目的是监视系统时钟。您保留条件变量的全局链接列表，如果时钟观察线程看到系统时钟跳转，它将广播列表中的每个条件变量。然后，您只需将

pthread_cond_init

和

pthread_cond_destroy

包装为向全局链表添加/删除条件变量的代码。用互斥锁保护链表。

我很恼火，这个函数需要一个

timespec

struct并使用绝对时间。我想我将使用

pipe（）

/

select（）

方法来绕过它。