关于 pthread_cond_wait 和 pthread_cond_signal , signal 无效的问题

本文探讨了在使用Ruby线程进行消费者模式编程时遇到的同步问题。详细介绍了如何正确地利用pthread条件变量和互斥锁来确保线程间的同步,并提供了一段具体的代码示例。

关于一个消费者模式,,,引起的问题..

我在io线程里不断的把一个函数调用放到队列里

然后ruby线程就不断的从这个队列里取出函数之争并执行.

典型的 消费者模式.

我以前以为是这样...



这是work线程

pthread_mutex_lock(&mutex2)
while(( invoke = get_invoke() ) != NULL){
do_invoke(invoke);
}
pthread_mutex_unlock(&mutex2)
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);


这里是io线程

pthread_mutex_lock(&mutex2);
push_invoke(invoke);
pthread_mutex_unlock(&mutex2);
pthread_cond_signal(&cond);// 本意是打算在这里唤醒线程

但是会出现一个情况..就是在

pthread_mutex_unlock(&mutex2); // 这里解锁,也就是说 上面的线程就会开始执行
pthread_cond_signal(&cond);// 本意是打算在这里唤醒线程
这里..在unlock的时候..很有可能work线程已经解锁了...一旦 work 比较耗时..那么就会出现..

先 执行 io线程的 pthread_cond_signal  然后再执行 pthread_cond_wait

因为先pthread_cond_signal后pthread_cond_wait ..那么 pthread_cond_signal 就变得无效了

肯定会问.为什么 不先wait 再 unlock ,..但是这样会出现 io 线程一直处于无法进入的状态...

那么解决方法如下:

就是 mutex_lock 直接使用跟cond_wait 配套的互斥锁..


work thread

pthread_mutex_lock(&mutex)
while(( invoke = get_invoke() ) != NULL){
do_invoke(invoke);
}
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
pthread_mutex_unlock(&mutex)
io thread

pthread_mutex_lock(&mutex);
push_invoke(invoke);
pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);

注意.顺序换了.然后互斥锁换了同一个.

肯定会问..那如果上面的开始等待后..那下面岂不是一直进去..无法解锁?.

但其实是这样的..

man 了一下 pthread_cond_wait

其实是会先把mutex 给解锁..然后在阻塞..!!这里是重点,,

他会把mutex给unlock..那么.就可想而知了.

io线程解锁.再通过 signal 唤醒上面的线程  :)

事实就是这样...多看文档...经验不代表一切...



下面是项目代码

pthread_mutex_t pthread_ruby_invoke_call_invoke_mutex;
pthread_cond_t pthread_ruby_invoke_call_invoke_cond;

struct fs_loop_queue* ruby_invoke_loop_que;


void
fs_rb_loop(const char* main_file, int pathc, const char** pathv){
    

    for(int i = 0 ; i < pathc ; i++){
        char path[128];
        snprintf(path, 128, " $: << '%s' ", pathv[i]);
        rb_eval_string(path);
    }
    
    
    ruby_invoke_loop_que = fs_create_loop_queue(INVOKE_LEN);
    
    
    
    pthread_mutex_init(&pthread_ruby_invoke_call_invoke_mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&pthread_ruby_invoke_call_invoke_cond, NULL);
    
    
    int ret = 0;
    rb_load_protect(rb_str_buf_new_cstr(main_file), 0, &ret);
    if(ret != 0){
        rb_p(rb_errinfo());
    }
    
    struct fs_invoke_call_function* invoke = NULL;
    do{
    retry:
        while((invoke = fs_ruby_pop_call_invoke()) != NULL){
            invoke->func((VALUE)invoke->argv);
            fs_free(invoke->argv);
            fs_free(invoke);
        }
        pthread_mutex_lock(&pthread_ruby_invoke_call_invoke_mutex);
        
        // 过了临界点.发现有数据,就回去/// 效率 * 2 .....XDDD
        if(!fs_loop_queue_empty(ruby_invoke_loop_que)){
            pthread_mutex_unlock(&pthread_ruby_invoke_call_invoke_mutex);
            goto retry;
        }
        
        pthread_cond_wait(&pthread_ruby_invoke_call_invoke_cond,
                          &pthread_ruby_invoke_call_invoke_mutex);
        
        pthread_mutex_unlock(&pthread_ruby_invoke_call_invoke_mutex);
        
        
    }while (fs_true);
    
    
}


fs_bool
fs_ruby_invoke(struct fs_invoke_call_function* invoke){
    
    pthread_mutex_lock(&pthread_ruby_invoke_call_invoke_mutex);
    fs_bool ret = fs_false;
    ret = fs_loop_queue_push(ruby_invoke_loop_que, invoke);
    if(ret){
        pthread_cond_signal(&pthread_ruby_invoke_call_invoke_cond);
    }else{
        do{
            ret = fs_loop_queue_push(ruby_invoke_loop_que, invoke);
            pthread_cond_signal(&pthread_ruby_invoke_call_invoke_cond);
            
        }while (!ret);
    }
    
    pthread_mutex_unlock(&pthread_ruby_invoke_call_invoke_mutex);
    
    return fs_true;
}


struct
fs_invoke_call_function* fs_ruby_pop_call_invoke(){
    
    struct fs_invoke_call_function* func = (struct fs_invoke_call_function*)fs_loop_queue_pop(ruby_invoke_loop_que);
    
    return func;
    
    
}





pthread_mutex_unlock(&mutex2)
### 关于 `pthread_cond_signal` `pthread_cond_timedwait` #### 定义与功能 `pthread_cond_signal` 是一种条件变量信号机制,用于唤醒正在等待该条件变量的一个线程。当某个特定条件满足时,调用此函数可以通知一个阻塞在条件上的线程继续执行其逻辑[^1]。 相比之下,`pthread_cond_timedwait` 则是一种带超时特性的条件变量等待操作。它允许线程在一个指定的时间范围内等待条件的变化。如果在此时间范围结束前未收到信号,则会返回一个超时错误码,从而让程序有机会处理其他逻辑或者重新尝试等待[^2]。 #### 参数说明 对于 `pthread_cond_signal` 来说,它的参数非常简单,只需要传入目标条件变量即可完成信号发送的任务: ```c int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond); ``` 而 `pthread_cond_timedwait` 需要更多的参数来定义具体的等待行为,包括条件变量、互斥锁以及绝对超时时刻(由结构体 `timespec` 表达)。这使得它可以精确控制等待过程中的时限管理: ```c int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex, const struct timespec *restrict abstime); ``` #### 使用场景对比 - **`pthread_cond_signal`**: 主要用作即时的通知工具,在生产者消费者模型里经常被用来告知消费者有新的数据可供消费[^3]。 - **`pthread_cond_timedwait`**: 更适合那些可能长时间无响应但又希望避免无限期挂起的应用场合。比如在网络通信中接收消息时设置合理的重试间隔而不是永久阻塞在那里[^4]。 #### 错误处理 两者都可能会因为各种原因失败并返回相应的错误代码给调用方以便进一步分析解决潜在问题。例如,传递非法指针可能导致 EINVAL (Invalid argument),而在某些实现下如果试图对尚未初始化的对象发出 signalwait 动作也可能引发类似的异常情况[^5]。 ```c #include <stdio.h> #include <pthread.h> #include <time.h> void* worker(void* arg){ printf("Worker waiting...\n"); struct timespec ts; clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts); // 获取当前时间戳 ts.tv_sec += 5; // 设置未来五秒作为超时期限 int ret = pthread_cond_timedwait((pthread_cond_t*)arg, NULL, &ts); if(ret == ETIMEDOUT){ printf("Timed out!\n"); }else{ printf("Signaled!\n"); } } int main(){ pthread_t thread; pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER; pthread_create(&thread, NULL, worker, &cond); sleep(3); // 让工作者先运行一段时间再发signal pthread_cond_signal(&cond); // 发送信号提前终止worker的等待状态 pthread_join(thread, NULL); } ``` 上面的例子展示了如何利用这两个API构建基本的同步流程,并通过实际编码验证它们的行为差异。
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