多线程的虚假唤醒理解

虚假唤醒

• 在多线程环境中，在竞争资源的时候，有时候拿到了锁，却发现资源没了，这可能就是使用了条件等待产生的一个惊群效应。
• pthread_cond_signal将所有的pthread_cond_wait线程都唤醒了，但是只有个别线程竞争到了资源，没有竞争资源的线程就是属于虚假唤醒的线程。
• 对于虚假唤醒的线程需要做特殊判断，在获取到mutex锁后，要去判断资源是不是为空，是空就是虚假唤醒，继续睡眠。

是否有可能多个线程同时读到一个数据的情况呢？

这就要从pthread_cond_wait函数的实现讲起。

1. 在pthread_cond_wait函数中，在调用pthread_cond_wait之前得先获取到mutex互斥锁。
2. 在调用pthread_cond_wait的时候，函数程序会先检查是否符合条件，不符合条件，就将互斥锁mutex释放掉。
3. 将线程加入等待队列，然后进入睡眠。
4. 当其他线程调用pthread_cond_signal后，所有在等待队列上的线程竞争互斥锁mutex。
5. 拿到mutex后，就去消费资源。如果没有拿到互斥锁的，继续竞争。
6. 如果此时资源消耗完毕，线程因为pthread_cond_signal的惊群效应醒来而获取到mutex锁，出来后会发现其实资源已经是空了，此时又该继续调用pthread_cond_wait，去到等待队列等待唤醒信号。
   所以不会出现读到同一个数据的情况出现。

伪代码

具体实现代码，请看链接
http://codemouse.online/archives/2020-06-08154227

struct JOB{
    
    
        void (*fun)();
};
struct WORK{
    
    
        JOB *jobs;
        pthread_mutex_t mutex;
        pthread_cond_t cond;
};
void thread_fun(char * argv)
{
    
    
        WORK *work = (WORK*)argv;
        JOB *job = NULL;
        while(1){
    
    
                pthread_mutex_lock(&work->mutex);
                while(work->jobs == NULL){
    
     // 此处的while用来处理虚假唤醒，如果用if，可能存在没有资源可用的情况。
                        pthread_cond_wait(&work->mutex,&work->cond);
                }
                job = work->jobs;
                REMOVE(work->jobs);// 移除节点
                pthread_mutex_unlock(&work->mutex);
                job->fun();
                free(job);
        }


}