Программирование для Linux. Профессиональный подход

void initialize_flag() {

 /* Инициализация исключающего семафора и сигнальной

    переменной. */

 pthread_mutex_init(&thread_flag_mutex, NULL);

 pthread_cond_init(&thread_flag_cv, NULL);

 /* Инициализация флага. */

 thread_flag = 0;

}

/* Если флаг установлен, многократно вызывается функция

   do_work(). В противном случае поток блокируется. */

void* thread_function(void* thread_arg) {

 /* Бесконечный цикл. */

 while (1) {

  /* Захватываем исключающий семафор, прежде чем обращаться

     к флагу. */

  pthread_mutex_lock(&thread_flag_mutex);

  while (!thread_flag)

   /* Флаг сброшен. Ожидаем сигнала об изменении условной

      переменной, указывающего на то, что флаг установлен.

      При поступлении сигнала поток разблокируется и снова

      проверяет флаг. */

   pthread_cond_wait(&thread_flag_cv, &thread_flag_mutex);

  /* При выходе из цикла освобождаем исключающий семафор. */

  pthread_mutex_unlock(&thread_flag_mutex);

  /* Выполняем требуемые действия. */

  do_work();

 }

 return NULL;

}

/* Задаем значение флага равным FLAG_VALUE. */

void set_thread_flag(int flag_value) {

 /* Захватываем исключающий семафор, прежде чем изменять

    значение флага. */

 pthread_mutex_lock(&thread_flag_mutex);

 /* Устанавливаем флаг и посылаем сигнал функции

    thread_function(), заблокированной в ожидании флага.

    Правда, функция не сможет проверить флаг, пока

    исключающий семафор не будет освобожден. */

 thread_flag = flag_value;

 pthread_cond_signal(&thread_flag_cv);

 /* освобождаем исключающий семафор. */

 pthread_mutex_unlock(&thread_flag_mutex);

}

Условие, контролируемое сигнальной переменной, может быть произвольно сложным. Но перед выполнением любой операции, способной повлиять на результат проверки условия, необходимо захватить исключающий семафор, и только после этого можно посылать сигнал.

Сигнальная переменная может вообще не быть связана ни с каким условием, а служить лишь средством блокирования потока до тех пор, пока какой-нибудь другой поток не "разбудит" его. Для этой же цели может использоваться и семафор. Принципиальная разница между ними заключается в том, что семафор "запоминает" сигнал, даже если ни один поток в это время не был заблокирован, а сигнальная переменная регистрирует сигнал только в том случае, если его ожидает какой-то поток. Кроме того, семафор всегда разблокирует лишь один поток, тогда как с помощью функции pthread_cond_broadcast() можно разблокировать произвольное число потоков.

4.4.7. Взаимоблокировки двух и более потоков

Взаимоблокировка происходит, когда два (или более) потока блокируются в ожидании события, наступление которого на самом деле зависит от действий одного из заблокированных потоков. Например, если поток A ожидает изменения сигнальной переменной, устанавливаемой в потоке Б, а поток Б, в свою очередь, ждет сигнала от потока А, возникает тупиковая ситуация. Ни один из потоков никогда не пошлет сигнал другому. Необходимо тщательно избегать таких ситуаций, потому что их очень трудно обнаруживать.