Условные переменные: используются только для моделирования мониторов?

Question

Я читаю «Многопоточное, параллельное и распределенное программирование» Грегори Эндрюса, и в этой книге автор упоминает, что он покажет, как использовать блокировки «в сочетании с переменными условия для имитации мониторов». Я также несколько раз слышал, что «блокировка мьютекса + переменная условия» - это распространенный шаблон в программах, использующих потоки Posix.

Итак, мой вопрос: существуют ли другие распространенные варианты использования условных переменных, кроме этого (их использование в сочетании с блокировками для имитации мониторов "? Если да, то каков будет простой пример использования?

Answer 1

Монитор позволяет две разные вещи:

• взаимное исключение - не более одного потока может владеть монитором в любой момент времени
• сотрудничество - поток, владеющий монитором, может подождать, пока он не будет пробужден взаимодействующим потоком, посредством уведомления, отправленного через монитор

Библиотека потоков Posix разделяет эти две проблемы на два разных объекта:

• взаимное исключение осуществляется с помощью мьютекса
• сотрудничество осуществляется с помощью условной переменной

Предполагается, что сотрудничество касается некоторого состояния, разделяемого между потоками. Ожидается, что это состояние будет защищено мьютексом. Таким образом, базовая операция ожидания принимает два аргумента:

• переменная условия для ожидания уведомления (сигнализации) на
• мьютекс, защищающий разделяемое состояние

Когда поток ожидает переменную условия с использованием мьютекса, мьютекс освобождается и поток переводится в спящий режим. Когда поток пробудится, он снова получит мьютекс перед продолжением.

Сигнализация (уведомление одного потока) или передача (уведомление всех потоков) условной переменной не требует мьютекса.

Переменные условия предназначены исключительно для этого использования. Их можно использовать в качестве команды "ненадолго спать и отпускать этот мьютекс, пока вы спите", используя закрытую переменную условия, которая никогда не сигнализируется, и время ожидания (pthread_cond_timedwait()).

Answer 2

Условная переменная всегда используется вместе с мьютексом. Например, когда вы вызываете pthread_cond_wait, вы должны указать не только саму переменную условия, но и мьютекс, который вы используете с ней.