Linux C、如何安排10个等待线程FIFO执行？

Question

我正在使用以下条件线程使用 FIFO 调度锁定 10 个线程，我需要按照线程到达的顺序解锁线程 pthread_cond_wait(&cvv, &lock); 我需要知道这是否可能，或者不能保证会出现这种情况。

struct sched_param param = {.sched_priority = 10};
pthread_cond_t cvv = (pthread_cond_t) PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_mutex_t lock = (pthread_mutex_t) PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

void *thread(void *v) {
    pthread_setschedparam(pthread_self(), SCHED_FIFO, &param);
    int index = *((int *)v);
    printf("Locking [%d] and waiting\n", index);
    pthread_mutex_lock(&lock);
    pthread_cond_wait(&cvv, &lock);
    printf("Unlockd [%d] => %d\n", index, clock());
    pthread_mutex_unlock(&lock);
    return NULL;
}

int main(int argc, char** argv) {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        t = (pthread_t *) malloc(sizeof (pthread_t));
        int *x = malloc(sizeof (int));
        *x = i;
        pthread_create(t, NULL, thread, x);
    }
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        pthread_cond_signal(&cvv);
    }
}

输出未按上升顺序排列

Locking [0] and waiting
Locking [1] and waiting
Locking [2] and waiting
Locking [3] and waiting
Locking [4] and waiting
Locking [5] and waiting
Locking [6] and waiting
Locking [7] and waiting
Locking [8] and waiting
Locking [9] and waiting

Unlocked [0] => 7043
Unlocked [8] => 7084
Unlocked [6] => 7100
Unlocked [2] => 7130
Unlocked [5] => 7294
Unlocked [7] => 7362
Unlocked [3] => 7407
Unlocked [1] => 7463
Unlocked [9] => 7482
Unlocked [4] => 7559

Answer 1

十个互斥体或信号量怎么样。一切都开始锁定。每个线程等待一个锁，一旦完成工作，它就会为下一个线程 (n + 1) 解锁锁。最后一个线程将解锁第一个锁。

或者说，线程的顺序只会执行一次，为什么要用线程呢？如果这是练习的要求，并且最后一个线程的结束就是你程序的结束，那么线程应该在为下一个线程解锁锁后退出，最后一个线程根本没有锁可以解锁。然后主线程（您的 main 函数）等待（通过 pthread_join）所有线程完成。

线程函数的伪代码：

void *function(void *)
{
    wait(lock[n]);

    // Do work...

    unlock(lock[n + 1]);
}

Answer 2

据我所知，没有特殊的方法可以让争用同一资源的线程按顺序排列。这适用于信号量，我认为也适用于条件变量。 OS 将简单地调度优先级最高的线程首先争用资源。

因此您必须有 10 个独立的同步原语（信号量、条件变量等），每个原语用于一个线程。

顺便说一句，你输出的第一部分的顺序很好，只是运气好；绝对没有什么可以保证对 pthread_create 的连续调用实际上会在那里然后按该顺序产生新线程运行。

Answer 3

pthread_setschedparam 可能对您不可用，因为它需要权限。您不检查这些调用的 return 值，但您可能会发现它们失败并显示 EPERM。他们为我这样做。

I need to unlock the threads in the order with which they have arrived to pthread_cond_wait(&cvv, &lock); I need to know if that is possible or there is no guarantee to have this scenario.

是的，你可以这样做，但你需要自己动手。这是一个可以实现它的方案：

建立三个全局计数器，比如in、out和next，对它们的访问受互斥量保护。全部初始化为0.
每个线程像这样通过锁：
- 在等待 CV 之前，它递增 in 并记录新值。这是它的 "ticket".
- 它测试它的票是否等于 next 并且 next 小于或等于 out，并且仅当这些条件之一或两个都满足时才等待 CV没遇到。
- 如果确实等待，那么当它 returns 时，它会循环返回以根据 next.
- 在通过锁定之前，它递增 next。
- 最后，它向 CV 广播（这可能在解锁互斥锁之前或之后）
解锁下一个话题，
- 递增out
- 如果 next 仍然是 0 那么也增加它
- 调用pthread_cond_broadcast（不pthread_cond_signal）

当然，所有对in、out和next的访问都必须在互斥量的保护下进行，这应该与CV使用的相同。

请注意，该方案允许线程在当前没有线程被锁定时授予预期的解锁。这实际上将解决您当前实现的问题之一，但如果您愿意，您可以仅使用 in 和 next 对其进行返工，使执行解锁的线程等待 in 超过next。这可以通过使用相同的简历来实现。详情留作练习。

Linux C、如何安排10个等待线程FIFO执行？

Linux C, How to schedule 10 waiting threads to execute in FIFO?

c

linux

multithreading

posix

threadpool