Несколько запусков по условному сигналу

Для мультипроцессора, скорее всего, невозможно применить функцию pthread_cond_signal(), чтобы избежать разблокировки нескольких потоков, заблокированных с использованием условной переменной. Рассмотрим, например, следующую частичную реализацию функций pthread_cond_wait () и pthread_cond_ signal(), выполняемых потоками в заданном порядке. Один поток пытается «дождаться» нужного значения условной переменной, другой при этом выполняет функцию pthread_cond_signal(), в то время как третий поток уже находится в состоянии ожидания.

pthread_cond_wait(mutex, cond):

value = cond-> value; /* 1 */

pthread_mutex_unlock (mutex); /* 2 */

pthread_mutex_lock (cond-> mutex); /* 10 */

if (value == cond-> value) { /* 11 */

me-> next_cond = cond-> waiter;

cond-> waiter = me;

pthread_mutex_unlock(cond-> mutex);

unable_to_run (me);

} else

pthread_mutex_unlock (cond-> mutex); /* 12 */

pthread_mutex_lock (mutex); /* 13 * /

pthread_cond_signal (cond):

pthread_mutex_lock (cond-> mutex); /* 3 */

cond-> value++; /* 4 */

if (cond-> waiter) { /* 5 */

sleeper = cond-> waiter; /* 6 */

cond-> waiter = sleeper-> next_cond; /* 7 */

able_to_run (sleeper); /* 8 */

}

pthread_mutex_unlock (cond-> mutex); /* 9 */

Итак, в результате одного обращения к функции pthread_cond_signal () сразу несколько потоков могут вернуться из вызова функции pthread_cond_wait () или pthread_cond_timedwait (). Такой эффект называется «фиктивным запуском». Обратите внимание на то, что подобная ситуация является самокорректирующейся благодаря тому, что количество потоков, «пробуждающихся» таким путем, ограничено; например, следующий поток, который вызывает функцию pthread_cond_wait (), после определенной последовательности событий блокируется.

Несмотря на то что эту проблему можно было бы решить, потеря эффективности ради обработки дополнительного условия, которое возникает лишь иногда, неприемлема, особенно в случае, когда нужно протестировать предикат, связанный с условной переменной. Корректировка этой проблемы слишком уж понизила бы уровень параллелизма в этом базовом стандартном блоке при выполнении всех высокоуровневых операций синхронизации.

В разрешении «фиктивных запусков» есть одно дополнительное преимущество: знал о них, разработчикам приложений придется прелусмотреть цикл тестирования предиката при ожидании наступления нужного условия. Это также вынудит приложение «терпеливо» отнестись к распространению «лишних» условных сигналов, связанных с одной и той же условной переменной, формирование которых может быть закодировано в какой-то другой части приложения. В результате приложения станут более устойчивыми. Поэтому в стандарте IEEE Std 1003.1-2001 в прямой форме отмечена возможность возникновения «фиктивных запусков».