创建一个将一直阻塞直到被n / 2个以上线程调用的函数伪代码 更新：伪代码

编程问答 2022-06-09

问题描述

有n个线程。我正在尝试实现一个函数（伪代码），如果被线程调用，该函数将直接阻止。如果每个线程被超过n/2个线程调用，则该线程将被阻塞，并且该函数将停止阻塞线程。如果调用该函数的线程多于n/2个线程，则该函数将不再阻止其他线程，而将立即返回。

我是这样做的，但是我不确定我是否正确地完成了最后一部分，如果调用了多个n/2线程，该函数将立即返回？ ：S

（高度赞赏伪代码，因为这样我就有更好的机会来理解它！:)） 

int n = total amount of threads
sem waiter = 0
sem mutex = 1
int counter = 0

function void barrier()
    int x
    P(mutex)
    if counter > n / 2 then
        V(mutex)
        for x = 0; x <= n / 2; x++;
            V(waiter)
        end for
    end if
    else
        counter++
        V(mutex)
        P(waiter)
    end else
end function

解决方法

您描述的是不可重置的障碍。 Pthreads具有屏障实现，但是它具有重置的多样性。

要实现使用pthread的功能，您将需要一个互斥锁，一个条件变量和一个共享计数器。进入该函数的线程将锁定互斥锁并检查计数器。如果还没有足够的其他线程到达，则它将等待CV，否则它将广播给它以唤醒所有等待的线程。如果您愿意，可以使其成为提示广播音阶的线索。示例：

struct my_barrier {
    pthread_mutex_t barrier_mutex;
    pthread_cond_t barrier_cv;
    int threads_to_await;
};

void barrier(struct my_barrier *b) {
    pthread_mutex_lock(&b->barrier_mutex);
    if (b->threads_to_await > 0) {
        if (--b->threads_to_await == 0) {
            pthread_cond_broadcast(&b->barrier_cv);
        } else {
            do {
                pthread_cond_wait(&b->barrier_cv,&b->barrier_mutex);
            } while (b->threads_to_await);
        }
    }
    pthread_mutex_unlock(&b->barrier_mutex);
}

更新：伪代码

或者因为伪代码表示对您很重要，所以伪代码语言中的问题与问题中使用的语言类似：

int n = total amount of threads
mutex m
condition_variable cv
int to_wait_for = n / 2

function void barrier()
    lock(mutex)

    if to_wait_for == 1 then
        to_wait_for = 0
        broadcast(cv)
    else if to_wait_for > 1 then
        to_wait_for = to_wait_for - 1
        wait(cv)
    end if

    unlock(mutex)
end function

那是比您的伪代码略高的级别，因为它不假定互斥体被实现为信号量。 （对于标记了的pthreads，需要一个pthreads互斥体而不是一个信号量，才能使用pthreads条件变量）。它还省略了处理等待状态变量以及初始化互斥锁和cv时突然唤醒的真实C代码的详细信息。而且，它以变量的形式显示所有变量，就像它们都是全局变量一样-这种函数可以在实践中以这种方式实现，但形式不佳。

还要注意，它假定pthreads的条件变量的语义：等待在cv上将暂时释放该互斥锁，允许其他线程将其锁定，但是等待cv的线程将在其继续进行之前重新获取该互斥锁。经过等待。

,

我在回答中做出的一些假设：

  • P(...)类似于sem_wait(...)
  • V(...)类似于sem_post(...)
  • 障碍无法被重置

我不确定我是否正确执行了最后一部分，如果调用了多个n/2线程，该函数将立即返回

伪代码在大多数情况下应该可以正常工作，但是可以大大改善早期的返回/退出条件。

有些担忧（但没什么大不了的）：

  • 第一次满足条件counter > n / 2时，waiter信号量（即V(...)）被发信号(n / 2) + 1次（因为它是从0到（包括n / 2），而不是n / 2（当时也是counter的值）。
  • 在第一次遇到counter > n / 2之后的每个后续调用也会也发信号（即V(...)）waiter信号量另一个 {{ 1}}次。相反，它应该早日返回，而不是重新发送信号。

可以通过一些小的调整来解决这些问题。

(n / 2) + 1
multithreadingmutexoperating-systempthreadssemaphore