c++ - C++ 持有多个线程

Question

我是 C++（在 Windows 上）和线程的新手，我目前正在尝试使用互斥锁、信号量和事件来解决我的问题。我正在尝试使用构造函数和一个名为 Enter 的方法创建一个 Barrier 类。具有唯一方法 Enter 的类 Barrier 应该阻止任何进入它的线程，直到许多线程到达该方法。在构造器处等待它接收的线程数。我的问题是如何使用锁来创造这种效果？我需要的是类似于反向信号量的东西，它可以保持线程直到达到计数，而不是像常规信号量那样让线程进入直到达到计数。关于如何解决这个问题的任何想法都会很棒。谢谢，内塔内尔。

Answer 1

也许：

在 ctor 中，存储限制计数并创建一个空信号量。

当一个线程调用 Enter 时，首先锁定一个互斥锁，这样你就可以安全地在里面旋转。将线程计数增加到限制计数。如果尚未达到限制，则释放互斥体并等待信号量。如果达到限制，则在循环中发出信号量 [limit-1] 次信号，将线程计数归零，（准备好下一次），释放互斥体并从 Enter() 返回。任何在信号量上等待并且现在准备好/正在运行的线程都应该从它们的“Enter”调用中返回。

互斥锁会阻止任何已释放的线程“再次进入”，直到所有调用“Enter”并等待的线程都已设置为运行并且屏障被重置。

Answer 2

您可以使用条件变量来实现它。

这是一个例子：

我声明了 25 个线程并启动它们执行 WorkerThread 函数。

我检查阻塞/取消线程的条件是该部分中的线程数是否小于 2。（我添加了一些断言来证明我的代码做了什么）。

我的代码只是在临界区休眠，并且在我减少了临界区的线程数之后。

我还为 cout 添加了一个互斥锁以获取干净的消息。#include #include #include #include #include #include #include /* assert */ using namespace std;

std::mutex m;
atomic<int> NumThreadsInCritialSection=0;
int MaxNumberThreadsInSection=2;
std::condition_variable cv;

mutex coutMutex;

 int WorkerThread()
{
    // Wait until main() sends data
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lk(m);
        cv.wait(lk, []{return NumThreadsInCritialSection<MaxNumberThreadsInSection;});
    }
    assert (NumThreadsInCritialSection<MaxNumberThreadsInSection);
    assert (NumThreadsInCritialSection>=0);
    NumThreadsInCritialSection++;
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lk(coutMutex);
        cout<<"NumThreadsInCritialSection= "<<NumThreadsInCritialSection<<endl;
    }

    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));
    NumThreadsInCritialSection--;
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lk(coutMutex);
        cout<<"NumThreadsInCritialSection= "<<NumThreadsInCritialSection<<endl;
    }

    cv.notify_one();
    return 0;
}

int main()
{
    vector<thread> vWorkers;
    for (int i=0;i<25;++i)
    {
        vWorkers.push_back(thread(WorkerThread));
    }

    for (auto j=vWorkers.begin(); j!=vWorkers.end(); ++j)
    {
        j->join();
    }
    return 0;
}

希望对您有所帮助，如果您有任何问题，请告诉我，我可以评论或更改我的代码。

Answer 3

伪代码大纲可能如下所示：

void Enter()
{
    Increment counter (atomically or with mutex)
    if(counter >= desired_count)
    {
        condition_met = true; (protected if bool writes aren't atomic on your architecture)
        cond_broadcast(blocking_cond_var);
    }
    else
    {
        Do a normal cond_wait loop-plus-predicate-check (waiting for the broadcast and checking condition_met each iteration to protect for spurious wakeups).
    }
}