【已解决】一个使用pthread_cond_wait出现死锁的问题

vesontio

在写一个练习，就是最典型的“生产者”（Producer）和“消费者”（Consumer）的问题，两者各用一种线程来代表，各个线程共享一个int类型的数值val。
Producer尝试将val置1，如果发现val已经为1，则wait；
Consumer则尝试将val置0，如果发现val已经为0，则wait；
任意一个线程修改val的值之后，就会呼叫pthread_cond_signal，知会其他线程。

1. 
   
2. #include <stdio.h>
   
3. #include <stdlib.h>
   
4. #include <unistd.h>
   
5. #include <pthread.h>
   
6. 
   
7. #define TH_POOL_SZ 10
   
8. #define TH_NB_LOOP 100
   
9. 
   
10. static pthread_mutex_t th_lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
    
11. static pthread_cond_t th_cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
    
12. 
    
13. typedef struct th_data {
    
14.     int val;
    
15. } th_data_t;
    

复制代码

程序头就是如此，一个pthread_mutex_t，一个pthread_cond_t，下面的结构体是传递给线程的参数。程序会一共创建TH_POOL_SZ个“生产者”和“消费者”，每个线程尝试循环TH_NB_LOOP次，每次都试着改变val的值。

1. 
   
2. static void *cons_runnable(void *arg) {
   
3.     int i;
   
4. 
   
5.     for (i = 0; i < TH_NB_LOOP; i ++) {
   
6.         if (pthread_mutex_lock(&th_lock) != 0) {
   
7.             perror("Failed to lock mutex");
   
8.             pthread_exit(NULL);
   
9.         }
   
10.         printf("Consumer locked.\n");
    
11. 
    
12.         th_data_t *data = (th_data_t *)arg;
    
13.         while (data->val == 0) {
    
14.             printf("Value null, consumer is waiting ...\n");
    
15.             if (pthread_cond_wait(&th_cond, &th_lock) != 0) {
    
16.                 perror("Failed to wait on mutex");
    
17.                 pthread_exit(NULL);
    
18.             }
    
19.         }
    
20.         printf("Consumer waked up.\n");
    
21.         data->val --;
    
22.         printf("Value decremented.\n");
    
23. 
    
24.         if (pthread_mutex_unlock(&th_lock) != 0) {
    
25.             perror("Failed to unlock mutex");
    
26.             pthread_exit(NULL);
    
27.         }
    
28.         printf("Consumer unlocked.\n");
    
29. 
    
30.         if (pthread_cond_signal(&th_cond) != 0) {
    
31.             perror("Failed to signal other threads");
    
32.             pthread_exit(NULL);
    
33.         }
    
34.         printf("Consumer signaled other threads\n");
    
35. 
    
36.     }
    
37.     printf("Consumer terminated.\n");
    
38.     pthread_exit(NULL);
    
39. }
    

复制代码

“消费者”（Consumer）的代码，没什么特别的，先加锁，发现val为0就wait，被**后就更新val的值，更新完解锁，并知会其他线程。

1. 
   
2. static void *prod_runnable(void *arg) {
   
3.     int i;
   
4. 
   
5.     for (i = 0; i < TH_NB_LOOP; i ++) {
   
6.         if (pthread_mutex_lock(&th_lock) != 0) {
   
7.             perror("Failed to lock mutex");
   
8.             pthread_exit(NULL);
   
9.         }
   
10.         printf("Producer locked.\n");
    
11. 
    
12.         th_data_t *data = (th_data_t *)arg;
    
13.         while (data->val == 1) {
    
14.             printf("Value set, producer is waiting ...\n");
    
15.             if (pthread_cond_wait(&th_cond, &th_lock) != 0) {
    
16.                 perror("Failed to wait on mutex");
    
17.                 pthread_exit(NULL);
    
18.             }
    
19.         }
    
20.         printf("Producer waked up.\n");
    
21.         data->val ++;
    
22.         printf("Value incremented.\n");
    
23. 
    
24.         if (pthread_mutex_unlock(&th_lock) != 0) {
    
25.             perror("Failed to unlock mutex");
    
26.             pthread_exit(NULL);
    
27.         }
    
28.         printf("Producer unlocked.\n");
    
29. 
    
30.         if (pthread_cond_signal(&th_cond) != 0) {
    
31.             perror("Failed to signal other threads");
    
32.             pthread_exit(NULL);
    
33.         }
    
34.         printf("Producer signaled other threads.\n");
    
35.     }
    
36.     printf("Producer terminated.\n");
    
37.     pthread_exit(NULL);
    
38. }
    

复制代码

“生产者”（Producer）的代码基本就是和“消费者”（Consumer）反过来。

1. int main (void) {
   
2. 
   
3.     int i;
   
4.     th_data_t data;
   
5. 
   
6.     pthread_t th_pool_cons[TH_POOL_SZ];
   
7.     pthread_t th_pool_prod[TH_POOL_SZ];
   
8.     data.val = 0;
   
9. 
   
10.     for (i = 0; i < TH_POOL_SZ; i ++) {
    
11.         if (pthread_create(&th_pool_cons[i], NULL, cons_runnable, &data) != 0) {
    
12.             perror("Failed to create consumer thread");
    
13.             return -1;
    
14.         }
    
15.         if (pthread_create(&th_pool_prod[i], NULL, prod_runnable, &data) != 0) {
    
16.             perror("Failed to create producer thread");
    
17.             return -1;
    
18.         }
    
19.     }
    
20.     printf("%d threads created.\n", TH_POOL_SZ * 2);
    
21. 
    
22.     for (i = 0; i < TH_POOL_SZ; i ++) {
    
23.         if (pthread_join(th_pool_cons[i], NULL) != 0) {
    
24.             perror("Failed to join consumer thread");
    
25.             return -1;
    
26.         }
    
27.     }
    
28.     for (i = 0; i < TH_POOL_SZ; i ++) {
    
29.         if (pthread_join(th_pool_prod[i], NULL) != 0) {
    
30.             perror("Failed to join producer thread");
    
31.             return -1;
    
32.         }
    
33.     }
    
34.     printf("%d threads joined.\n", TH_POOL_SZ * 2);
    
35. 
    
36.     printf("Final value of data: %d.\n", data.val);
    
37.     printf("Fin.\n");
    
38.     return 0;
    
39. }
    

复制代码

main函数的话基本就是创建几个线程，然后等着join他们。最后的结果出来，理论上val等于0。但是每次都是在某个“消费者”（Consumer）等待的时候就卡死不动了。
前前后后看了几遍也不知道问题出在神马地方。

希望各路大神们帮帮看看，谢谢！

vesontio

已经解决，应当用pthread_cond_broadcast()，而不是pthread_cond_signal()，后者如果没有叫醒正确的线程，会出现所有线程都在wait的情况。