Dlaczego zmienna warunku potrzebuje blokady (a zatem i muteksu)?

Question

Zmienne warunku są jednym z aspektów C++ 11 Nadal borykam się z problemem. Z tego, co zebrałem, zmienna warunku jest bardzo podobna do semafora.

Ale potem znowu, semafor nie potrzebuje blokady do działania. Zmienna warunku ma. Z kolei blokada wymaga muteksu. Aby więc korzystać z dość prostej funkcjonalności semafora, musimy teraz nie tylko zarządzać zmienną warunku. Ale także muteks i blokada.

Dlaczego więc zmienna warunku tego wymaga? A jakie dodatkowe funkcje zapewnia dodanie tego wymagania?

Answer 1

Zmienne stanu są zwykle używane do sygnalizowania zmiany stanu. Zazwyczaj do wykonania tej zmiany potrzebny jest muteks i następujący sygnał, atomowy.

Semafor zawiera pewien stan (flaga lub licznik) wraz z mechanizmem sygnalizacyjnym. Zmienna warunku jest bardziej prymitywna, tylko dostarczająca sygnał.

Answer 2

Generalnie, gdy już zasygnalizujesz, że coś się zmieniło (przez zmienną warunku), potrzebujesz kodu, który będzie działał, aby obsłużyć tę zmianę, i który kod musi bezpiecznie odczytać zmienione dane. Jeśli nie masz blokady powiązanej z cv, to twój wątek czekający na cv może się obudzić, wtedy spróbuj (i nie powiodło się), aby zdobyć blokadę związaną z danymi, a zatem musisz ją ponownie uzyskać. Z kombinacją CV/Lock system bazowy może obudzić twój wątek tylko wtedy, gdy wątek może uzyskać odpowiednią blokadę jako jednostkę, a więc być bardziej wydajny.

Jest to mało prawdopodobne, aby samo CV było użyteczne, ponieważ nie zawiera żadnych danych powyżej faktu, że zostało zasygnalizowane. Jeśli wyobrazisz sobie zastosowania cv - takie jak lista bezpiecznych wątków z producentami i konsumentami, masz zmienne reprezentujące {list, cv, lock}. W takim przypadku weź blokadę, zmodyfikuj listę, zwolnij blokadę, a następnie skieruj cv. Na twoim wątku konsumenckim najprawdopodobniej będziesz potrzebował wziąć blokadę raz sygnalizowaną do działania na liście, więc posiadanie blokady po przebudzeniu z sygnalizowanego CV jest dobrą rzeczą.

Spójrz na coś podobnego do wydarzeń w oknach (:: CreateEvent), które są cv-ami bez niejawnej blokady, przez wiele czasu będą miały blokadę z nimi związaną, ale po prostu nie wbudowane w rzeczywiste użycie.

Mimo że nie jest to pierwotny powód, dla którego stworzono zmienną warunkową w pthreads (użyli blokady do ochrony samego cv, która nie jest już potrzebna w języku C++), przyczyna i użyteczność blokad z cv została przeniesiona na to, co jest w tym odpowiedź.