这种信号量的实现如何工作？

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。 我会说房产不保证。 非等待进程仍然可能获得互斥锁。 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 cond, semaphore->mutex); } while (semaphore->wakeups wakeups--; } mutex_unlock (semaphore->mutex); } void sem_signal (Semaphore *semaphore) { mutex_lock (semaphore->mutex); semaphore->value++; if (semaphore->value wakeups++; cond_signal (semaphore->cond); } mutex_unlock (semaphore->mutex); } 

Answer 1

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sem_wait()函数中释放太multithreading。

cond_signal()包装的pthread_cond_signal()函数调用在其文档中具有以下语句（重点已添加）：

pthread_cond_signal()函数应解除阻塞在指定条件变量cond上阻塞的至少一个线程（如果在cond上阻塞了任何线程）。

和：

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

举例来说，当3个线程在条件上等待时，可能会在进行cond_signal()调用时释放两个（或全部三个）。 wakeups计数器确保只有适当数量的线程实际上使它脱离sem_wait()函数。 其他的将保留在do / while循环中并再次等待条件。

Answer 2

这个属性意味着信令线程应该代表其中一个等待线程释放CPU，如果有的话。 pthread_cond_signal（）完全保证了这个原因并且出于同样的原因。

pthread_cond_signal（）函数应解除阻塞在指定条件变量cond上阻塞的至少一个线程（如果在cond上阻塞了任何线程）。