这种信号量的实现如何工作？

Question

圣诞快乐!

我正在读"信号量小书".书中有一个C语言的实现,我并不完全理解.请参阅下面的代码.有这个唤醒变量.作者解释说:

唤醒计算未决信号的数量; 也就是说,已被唤醒但尚未恢复执行的线程数.唤醒的原因是为了确保我们的信号量具有第4.3节中描述的属性3

和

属性3:如果在线程执行信号时有线程在等待信号量,则必须唤醒其中一个等待线程.

好的,我想我理解了这个属性的含义.其中一个等待线程应该获取互斥锁而不是另一个(例如信令线程).如果我错了,请纠正我.我不明白的是这个机制如何保证这个属性.我说这家酒店不保证.非等待进程仍有可能获得互斥锁.我错过了什么？

typedef struct {
  int value, wakeups;
  Mutex *mutex;
  Cond *cond;
} Semaphore;

// SEMAPHORE

Semaphore *make_semaphore (int value)
{
  Semaphore *semaphore = check_malloc (sizeof(Semaphore));
  semaphore->value = value;
  semaphore->wakeups = 0;
  semaphore->mutex = make_mutex ();
  semaphore->cond = make_cond ();
  return semaphore;
}

void sem_wait (Semaphore *semaphore)
{
  mutex_lock (semaphore->mutex);
  semaphore->value--;

  if (semaphore->value < 0) {
    do {
      cond_wait (semaphore->cond, semaphore->mutex);
    } while (semaphore->wakeups < 1);
    semaphore->wakeups--;
  }
  mutex_unlock (semaphore->mutex);
}

void sem_signal (Semaphore *semaphore)
{
  mutex_lock (semaphore->mutex);
  semaphore->value++;

  if (semaphore->value <= 0) {
    semaphore->wakeups++;
    cond_signal (semaphore->cond);
  }
  mutex_unlock (semaphore->mutex);
}

Answer 1

该wakeups成员不是为了保护互斥锁不被等待线程以外的东西获取 - 它旨在防止从该sem_wait()函数中释放太多线程.

包装的pthread_cond_signal()函数调用在其文档中cond_signal()具有以下语句(强调添加):

该pthread_cond_signal()函数应取消阻塞至少一个在指定条件变量cond上被阻塞的线程(如果有任何线程被阻塞cond).

和:

在多处理器上,实现可能无法pthread_cond_signal()避免在条件变量上阻塞多个线程的阻塞.

举例来说,当3个线程在这个条件上等待时,可能会在cond_signal()调用时释放两个(或全部三个)线程.该wakeups计数器确保只有线程的适当数量居然能走出的sem_wait()功能.其他的将保留在do/ while循环中并再次等待条件.