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使用pthread

2015.04.02

使用上pthread_cond_t遇到的死鎖問題

最近在一個項目中使用pthread_cond_t的時遇到一個死鎖的問題，特記錄分享一下。這個問題的使用場景很簡單，客戶端程序起兩個線程，一個線程發(fā)送數(shù)據(jù)給服務器，另一個線程接收服務器的返回。發(fā)送線程向服務器發(fā)送一個數(shù)據(jù)報，然后等待服務器返回（用pthread_cond_t等待），然后繼續(xù)發(fā)送下一個數(shù)據(jù)包……，如此循環(huán)下去。發(fā)送代碼抽取出來的邏輯像下面這樣：

static void* thread_fun_send(void* nouse)

{

intsend_index = 0;

while(1)

{

//模擬發(fā)送數(shù)據(jù)的socket系統(tǒng)調(diào)用

printf("send%d\n",send_index++);

//通知接收線程可以接收數(shù)據(jù)

pthread_mutex_lock(&mutex_send);

pthread_cond_signal(&cond_send);

pthread_mutex_unlock(&mutex_send);

//等待收到數(shù)據(jù)的pthread_cond_t

pthread_mutex_lock(&mutex_recv);

pthread_cond_wait(&cond_recv, &mutex_recv);

pthread_mutex_unlock(&mutex_recv);

}

接收線程等待服務器的返回，收到服務器返回后給發(fā)送線程發(fā)信號（用pthread_cond_t發(fā)信號），然后繼續(xù)等待接收服務器下一個返回……，如此循環(huán)下去。接收代碼抽取出來的邏輯像下面這樣：

static void* thread_fun_recv(void* nouse)

{

int recv_index = 0;

while(1)

{

//等待收到數(shù)據(jù)的pthread_cond_t，模擬阻塞的socket

pthread_mutex_lock(&mutex_send);

pthread_cond_wait(&cond_send, &mutex_send);

pthread_mutex_unlock(&mutex_send);

//模擬接收數(shù)據(jù)的socket系統(tǒng)調(diào)用

printf("recv %d\n",recv_index++);

//通知發(fā)送線程數(shù)據(jù)已經(jīng)收到

pthread_mutex_lock(&mutex_recv);

pthread_cond_signal(&cond_recv);

pthread_mutex_unlock(&mutex_recv);

}

就這么一個簡單的應用場景，看起來好像是很合乎邏輯的，但在實際的運行中會出現(xiàn)死鎖的問題。經(jīng)過綜合分析后發(fā)現(xiàn)其實是在理解pthread_cond_t上不準確了，一開始會認為它和windows中的Event是一樣的，只是調(diào)用的API函數(shù)名不同而已，其實它們是不同的。且不說自動重置這個功能，在信號的處理上它們也是完全不同的。在Windows中，當Event被置為有信號時，內(nèi)核會檢查有沒有在等待這個信號的線程，如果有則喚醒它，如果沒有信號會保存起來，下一個等待此信號的線程進來時會直接獲得信號而繼續(xù)運行；但在Linux中, 如果pthread_cond_t被置為有信號時，內(nèi)核也是會檢查有沒有在等待這個信號的線程，如果有則喚醒它，但如果沒有等待的線程內(nèi)核則不會保存這個信號（好像這個信號被丟掉了一樣），下一個等待信號的線程進來時是不會獲得信號而只會進入睡眠的，只有在睡眠后下一次pthread_cond_t被置為有信號時，這個線程才會被喚醒。

搞清楚了pthread_cond_t和Event的邏輯之后，對于上面這個客戶端的業(yè)務邏輯，用最小的改動方式就是把使用pthread_cond_t改為sem_t問題就解決了。

附：測試代碼，用下面命令即可編譯
gcc -o test_cond test_cond.c -pthread

點擊(此處)折疊或打開

// File Name: test_cond.c
// Purpose: For Linux pthread_cond_t test
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
static pthread_cond_t cond_send;
static pthread_mutex_t mutex_send;
static pthread_cond_t cond_recv;
static pthread_mutex_t mutex_recv;
static pthread_t thread_send;
static pthread_t thread_recv;
static void* thread_fun_send(void* nouse)
{
int send_index = 0;
//wait a moment for recv thread starting up
sleep(1);
while(1)
{
printf("send %d\n",send_index++);
pthread_mutex_lock(&mutex_send);
pthread_cond_signal(&cond_send);
pthread_mutex_unlock(&mutex_send);
pthread_mutex_lock(&mutex_recv);
pthread_cond_wait(&cond_recv, &mutex_recv);
pthread_mutex_unlock(&mutex_recv);
}
}
static void* thread_fun_recv(void* nouse)
{
int recv_index = 0;
while(1)
{
pthread_mutex_lock(&mutex_send);
pthread_cond_wait(&cond_send, &mutex_send);
pthread_mutex_unlock(&mutex_send);
printf("recv %d\n",recv_index++);
pthread_mutex_lock(&mutex_recv);
pthread_cond_signal(&cond_recv);
pthread_mutex_unlock(&mutex_recv);
}
}
void init()
{
pthread_mutex_init(&mutex_send, 0);
pthread_cond_init(&cond_send, 0);
pthread_mutex_init(&mutex_recv, 0);
pthread_cond_init(&cond_recv, 0);
pthread_create(&thread_send, NULL ,thread_fun_send, NULL);
pthread_create(&thread_recv, NULL ,thread_fun_recv, NULL);
}
void clean()
{
pthread_cond_destroy(&cond_send);
pthread_mutex_destroy(&mutex_send);
pthread_cond_destroy(&cond_recv);
pthread_mutex_destroy(&mutex_recv);
}
void main()
{
printf("Test pthread_cond_t applet\n");
init();
while(1)
{
sleep(1);
}
clean();
return;
}

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