虚假唤醒后的互斥状态

考虑这个使用 pthread 的基本多线程程序。 我们有一个主线程，创建另一个执行一些工作的线程。

bool done = false;
mutex m; 
condition c;

void foo() {
    pthread_mutex_lock(&m);
    //while(!done) {
        pthread_cond_wait(&c, &m);
        // Spuriously wakeup while child is doing work.
        // child thread has NOT unlocked the mutex yet
        // Do I now own the mutex?
        // or am I waiting for child to unlock it?
    //}
    pthread_mutex_unlock(&m);
}

void * child(void *arg) {
    pthread_mutex_lock(&m);

    some_intense_work(); // this work is done while mutex is held!
    // the main thread spuriously wakes up
    // while this work is being done
    // (while this child thread is holding the mutex)

    done = true;
    pthread_cond_broadcast(&c);
    pthread_mutex_unlock(&m);
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    pthread_t p;
    pthread_create(&p, NULL, child, NULL);
    foo();
}

假设我们实现了等待，但没有周围的 while 子句检查谓词，即使我们知道没有人应该这样做。

现在，如果当子线程正在执行其工作时，主线程中发生虚假唤醒，则互斥体 m 的状态将是什么？主线程是否会在子线程先解锁它的情况下拥有它，以便双方都拥有它？

或者虚假唤醒是否仅跳过对条件的等待，而不是对互斥体被释放的等待？

The pthread_cond_wait()当其他线程持有关联的互斥锁时，调用无法“虚假”唤醒。什么时候pthread_cond_wait()成功返回，它将声明该互斥锁，因此在互斥锁可用之前它无法成功返回。

在您的示例中，可能会发生虚假唤醒，因为foo()可以打电话pthread_cond_wait()并让虚假唤醒发生在child()有机会打电话pthread_mutex_lock()首先。

您的示例中的另一个问题（注释代码被禁用）是可能的pthread_cond_wait()拨电至never唤醒。这种情况可能会发生，如果child()之前完成所有处理foo()设法获取互斥体。在那种情况下，child()将会通知pthread_cond_broadcast()在主线程等待之前pthread_cond_wait()所以主线程会错过广播。自从foo()从不检查done当持有互斥体时，它不会注意到child()已经完成了它的工作。

这就是为什么pthread_cond_wait()几乎总是必须在检查条件的循环中执行。