条件变量核心要素
条件变量内部实现原理
- 原子性解锁+阻塞机制:
// pthread_cond_wait内部伪代码大致如下:
int pthread_cond_wait(cond_t *cond, mutex_t *mutex) {atomic {unlock(mutex); // 原子操作中先释放互斥锁block_thread(); // 立即将线程加入等待队列并阻塞}lock(mutex); // 被唤醒后重新获取互斥锁return 0;
}
- 内核对象交互流程:
- 当线程调用cond_wait时,内核会将其放入条件变量的等待队列
- 同时将关联的互斥锁标记为「可被其他线程获取」状态
- 当其他线程调用cond_signal时,内核从等待队列移出线程到就绪队列
- 被唤醒的线程在调度器分配CPU时间后,首先尝试重新获取关联的互斥锁
// receive_thread中的正确用法:
pthread_mutex_lock(&s_sockfd_mutex);
while (s_sockfd == -1) {pthread_cond_wait(&s_sockfd_cond, &s_sockfd_mutex); // 这里会原子性地释放s_sockfd_mutex
}
pthread_mutex_unlock(&s_sockfd_mutex); // 被唤醒后仍然持有锁,需要显式解锁
主要实现特点:
- 原子性操作:解锁和阻塞是原子操作,防止信号丢失
- 内核队列:使用内核对象维护等待队列,避免忙等待
- 锁状态跟踪:内核记录关联的互斥锁状态
- 优先级继承:部分系统实现优先级继承避免优先级反转
- futex优化:现代Linux使用futex(快速用户态互斥)实现混合机制
这种设计既保证了线程安全,又实现了高效的线程唤醒机制。当条件变量收到信号时,内核会选择一个(signal)或全部(broadcast)等待线程移入就绪队列,被唤醒的线程在重新获得CPU时间片后会自动尝试获取关联的互斥锁。
条件变量解锁与阻塞的原子性实现原理及非原子操作可能引发的异常
- 原子性机制实现:
- 内核通过系统调用将解锁和阻塞合并为单一原子操作
- 使用内存屏障(memory barriers)确保执行顺序
- 依赖CPU的原子指令(如x86的LOCK前缀指令)
- 通过futex机制实现用户态到内核态的无缝切换
- 非原子操作可能引发的异常:
// 假设非原子操作的伪代码(实际不可能这样实现):
void pthread_cond_wait() {// 步骤1:先解锁(非原子情况下)pthread_mutex_unlock(&mutex); // 步骤2:后阻塞(这里存在危险的时间窗口)block_thread();
}
可能产生以下异常情况:
情况1:信号丢失
时序图:
[线程A] [线程B]
unlock(mutex)lock(mutex)cond_signal()unlock(mutex)
block_thread() // 永远阻塞
情况2:死锁风险
时序图:
[线程A] [线程B]
unlock(mutex)lock(mutex)while(条件不满足)unlock(mutex)
block_thread() // 条件已错过
情况3:竞态条件
时序图:
[线程A] [线程B]
unlock(mutex)lock(mutex)修改共享状态unlock(mutex)
block_thread() // 共享状态已改变但未被检测到
- 在代码中的具体保护:
// receive_thread中的正确实现:
pthread_mutex_lock(&s_sockfd_mutex);
while (s_sockfd == -1) {// 以下两个操作是原子的pthread_cond_wait(&s_sockfd_cond, &s_sockfd_mutex);
}
// 被唤醒时自动持有锁
- 现代Linux的实现优化:
- 使用futex(fast userspace mutex)实现混合锁
- 首次尝试在用户空间解决竞争
- 仅在需要阻塞时才进入内核
- 通过原子计数器跟踪等待状态
条件变量的while循环换成if有什么问题?
在条件变量中使用if
代替while
会导致以下严重问题(以下代码为例):
// 错误用法示例(将while改为if):
pthread_mutex_lock(&s_fifo_mutex);
if (kfifo_len(&s_data_fifo) == 0) { // <- 这里将while改为ifpthread_cond_wait(&s_fifo_not_empty, &s_fifo_mutex);
}
会引发的具体问题:
- 虚假唤醒(Spurious Wakeup)
[时序示例]
线程A被唤醒 → 条件实际未满足 → 直接操作空缓冲区
- 多线程竞争
// 假设有两个处理线程:
线程1 线程2
lock()
if(缓冲区空)wait() lock()if(缓冲区空)wait()(被signal唤醒)get_data()unlock()
(被虚假唤醒)
get_data() // 此时缓冲区可能已空
- 在您的代码中的具体危害:
- 当kfifo被多个消费者线程访问时,可能读取到有效数据
- 处理不完整数据包时可能导致内存越界
- 环形缓冲区(kfifo)的读写指针可能不同步
正确用法的必要性:
// 当前正确的实现:
while (kfifo_len(&s_data_fifo) == 0) { // 必须使用while循环pthread_cond_wait(&s_fifo_not_empty, &s_fifo_mutex);
}
关键区别:
方式 | 虚假唤醒处理 | 多线程竞争保护 | 条件再检查 |
---|---|---|---|
while | 自动重检条件 | 完全保护 | 是 |
if | 直接跳过检查 | 无保护 | 否 |
while
循环是保证数据完整性的核心机制,特别是在处理高并发数据流时,任何对等待条件的简化都会导致不可预知的通信故障。
相关文章:
条件变量核心要素
条件变量内部实现原理 原子性解锁阻塞机制: // pthread_cond_wait内部伪代码大致如下: int pthread_cond_wait(cond_t *cond, mutex_t *mutex) {atomic {unlock(mutex); // 原子操作中先释放互斥锁block_thread(); // 立即将线程加入等待队列…...
C语言求鞍点
我们先在第一行中找出最大的值,然后在该列中找出最小值看这两个是否相等。 若是相等,那么这个数就是鞍点跳出循环 若是不想等,则继续在下一行寻找,若是一直到整体的循环都结束了还是没有,那么不存在鞍点。 运行结果:…...
XELA机器人多种“形态和玩法”的Uskin磁性阵列式三轴触觉传感器,你使用过了吗?
XELA Robotics为机器人行业提供创新的磁性触觉传感技术,uSkin触觉传感器是一种高密度的三轴触觉传感器,因其轻薄、表面柔软耐用和布线少的结构设计,可以轻松集成到机器人本体,灵巧手,机器人夹爪等部位,使机…...
转换效率高达 96%,12V转5V同步降压WD5030
特点1 宽输入电压范围:能在 7V 至 30V 的宽输入电压范围内工作,可适应多种不同电压等级的供电环境,无论是工业设备中的较高电压输入,还是便携式设备经过初步升压后的电压,都能良好适配,极大地拓展了应用的…...
请你回答一下单元测试、集成测试、系统测试、验收测试、回归测试这几步中最重要的是哪一步?
在软件测试的不同阶段中,每个环节都有其不可替代的价值,但若从工程效率和缺陷防控的全局视角来看,单元测试(Unit Testing) 是质量金字塔的基石,其重要性最为关键。以下是分层解析: 一、从缺陷修复成本看优先级 美国国家标准与技术研究院(NIST)研究显示: 单元测试阶段…...
QML和C++交互
目录 1 QML与C交互基础1.1 全局属性1.2 属性私有化(提供接口访问) 2 QT与C交互(C创建自定义对象,qml文件直接访问)3 QT与C交互(qml直接访问C中的函数)4 QT与C交互(qml端发送信号 C端实现槽函数)…...
2021年-全国大学生数学建模竞赛(CUMCM)试题速浏、分类及浅析
2021年-全国大学生数学建模竞赛(CUMCM)试题速浏、分类及浅析 全国大学生数学建模竞赛(China Undergraduate Mathematical Contest in Modeling)是国家教委高教司和中国工业与应用数学学会共同主办的面向全国大学生的群众性科技活动,目的在于激励学生学习数学的积极性,提高学…...
mariadb使用docker compose方式安装
问题 本地mac m1上面的mysql和mariadb突然不用使用了,重新安装也不想,最近mac系统也更新了,brew也更新了,重新安装mariadb还是不能正常使用,现在我打算使用docker来安装本地的mariadb了。 默认配置文件my.cnf 从容器…...
Logo语言的死锁
Logo语言的死锁现象研究 引言 在计算机科学中,死锁是一个重要的研究课题,尤其是在并发编程中。它指的是两个或多个进程因争夺资源而造成的一种永久等待状态。在编程语言的设计与实现中,如何避免死锁成为了优化系统性能和提高程序可靠性的关…...
具身智能零碎知识点(一):深入解析Transformer位置编码
深入解析Transformer位置编码 Transformer位置编码完全解析:从公式到计算的终极指南一、位置编码的必要性演示二、位置编码公式深度拆解原始公式参数说明(以d_model4为例) 三、完整计算过程演示步骤1:计算频率因子步骤2࿱…...
0201概述-机器学习-人工智能
文章目录 1、概述1.1、示例1.2、概念 2、应用场景2.1、行业应用场景2.1.1、金融领域2.1.2、 医疗健康2.1.3、零售与电商2.1.4、 制造业2.1.5、自动驾驶 2.2、功能场景分类2.2.1、 预测类2.2.2、分类与识别类2.2.3、生成与优化类 2.3、机器学习适用场景的共同特征 3、实现机器学…...
金能电力工具柜:“五世同堂”演绎创新华章
在电力与工业领域的浩瀚星空中,金能电力如同一颗璀璨的星辰,其工具柜产品更是经历了五代更迭,如同家族中的“五世同堂”,每一代都承载着前人的智慧与后人的创新,共同谱写着传承与创新的交响曲。 初识平凡:普…...
蓝桥杯每日刷题c++
目录 P9240 [蓝桥杯 2023 省 B] 冶炼金属 - 洛谷 (luogu.com.cn) P8748 [蓝桥杯 2021 省 B] 时间显示 - 洛谷 (luogu.com.cn) P10900 [蓝桥杯 2024 省 C] 数字诗意 - 洛谷 (luogu.com.cn) P10424 [蓝桥杯 2024 省 B] 好数 - 洛谷 (luogu.com.cn) P8754 [蓝桥杯 2021 省 AB2…...
MySQL基础 [五] - 表的增删查改
目录 Create(insert) Retrieve(select) where条件 编辑 NULL的查询 结果排序(order by) 筛选分页结果 (limit) Update Delete 删除表 截断表(truncate) 插入查询结果(insertselect&…...
深入解析 MySQL 中的日期时间函数:DATE_FORMAT 与时间查询优化
深入解析 MySQL 中的日期时间函数:DATE_FORMAT 与时间查询优化 在数据库管理和应用开发中,日期和时间的处理是不可或缺的一部分。MySQL 提供了多种日期和时间函数来满足不同的需求,其中DATE_FORMAT函数以其强大的日期格式化能力,…...
GPU是什么? 与 FPGA 有何关联
前段时间,AMD 和英伟达相继接到通知将对我国断供高端 GPU 芯片,很多人这才意识到 GPU 的战略价值。那么 GPU 究竟是什么?它为何如此重要?今天就由 宸极教育 带大家一起了解 GPU 的核心地位,以及它与国产FPGA发展的关系…...
数据结构与算法:基础与进阶
🌟 各位看官好,我是maomi_9526! 🌍 种一棵树最好是十年前,其次是现在! 🚀 今天来学习C语言的相关知识。 👍 如果觉得这篇文章有帮助,欢迎您一键三连,分享给更…...
低配置云服务器网站的高效防御攻略
在网络环境日益复杂的当下,低配置云服务器网站常面临攻击威胁。不少站长疑惑,明明设置了 CC 防御,服务器却依旧不堪一击,这是怎么回事呢? 比如,在 CC 防御配置中,设定 10 秒内允许访问 50 次。但…...
使用 Lua 脚本高效查询 Redis 键的内存占用
使用 Lua 脚本高效查询 Redis 键的内存占用 在处理 Redis 数据时,我们常常需要了解某些键的内存占用情况,尤其是在优化内存使用或排查问题时。虽然 Redis 提供了MEMORY USAGE命令来查询单个键的内存占用,但如果需要批量查询多个键࿰…...
【Linux篇】基础IO - 揭秘重定向与缓冲区的管理机制
📌 个人主页: 孙同学_ 🔧 文章专栏:Liunx 💡 关注我,分享经验,助你少走弯路! 文章目录 一. 理解重定向1.1 理解重定向1.2 dup21.3 进一步理解重定向输出重定向:追加重定向…...
centos 8 启动Elasticsearch的时候报内存不足问题解决办法
centos 8 启动Elasticsearch 的时候报错,导致无法启动Elasticsearch 。 [root@CentOS-8 ~]# journalctl -xe Apr 07 18:25:56 CentOS-8.0 kernel: [ 8754] 0 8754 3180 63 69632 0 0 sh Apr 07 18:25:56 CentOS-8.0 kernel: [ 8755] 0 8755 3180 64 69632 0 0 sh Apr 07 18:25…...
深入剖析Java IO设计模式:从底层原理到实战应用
🔍 引言:设计模式与IO的完美交响 在软件开发的浩瀚星河中,设计模式犹如璀璨的导航星,而Java IO体系则是支撑数据流动的神经网络。 当我们以设计模式的视角重新审视Java IO库时,会发现这个看似平凡的IO世界实则暗藏着…...
阶段测试 【过程wp】
分享总结: 回顾起来,真的感慨很多呀。看着并不难啊,但难的是解题思维:如何判断该页面的关键点,快速地确定问题的核心,找到对应的解决方法。达到便捷、高效的得到结果。我们做了整整近七个半小时。在这个过程中,我发现自己的思维钝化,不太能自主高效地划分判断漏洞类型,…...
qml信号与槽函数
目录 信号与槽函数基础方法1-使用Connections方式2-使用connect(不常用) 自定义组件与信号槽使用 信号与槽函数基础 方法1-使用Connections main.qml import QtQuick 2.15 import QtQuick.Window 2.15 import QtQuick.Controls 2.15Window {id:windoww…...
ngx_palloc
定义在 src\core\ngx_palloc.c void * ngx_palloc(ngx_pool_t *pool, size_t size) { #if !(NGX_DEBUG_PALLOC)if (size < pool->max) {return ngx_palloc_small(pool, size, 1);} #endifreturn ngx_palloc_large(pool, size); } 判断 需要分配的内存大小 是否小于 poo…...
notepad++日常使用(每行开头、每行末尾增加字符串,每行中间去掉字符串)
1. 每行开头增加字符串 如果我们要给下面的数据每行的开头都增加相同的一些字符串{value: 这时候只需要使用notepad的语法,使用快捷键Crtl H 替换功能,每一行开头使用 ^ 符号,替换成自己想要的字符串 {value: 使用全部替换就会在每行数据…...
Java面试黄金宝典39
1. SNMP、SMTP 协议 SNMP(简单网络管理协议) 定义:SNMP 是一种应用层协议,用于在 IP 网络中管理网络节点(如服务器、路由器、交换机等)。它允许网络管理员监控网络设备的状态、收集性能数据、进行故障诊断等操作。SNMP 基于 UDP 协议,采用轮询和事件驱动相结合的方式来收…...
如何解决:http2: Transport received Server‘s graceful shutdown GOAWAY
有一次做压力测试,客户端经常出现如下错误: http2: Transport: cannot retry err [http2: Transport received Servers graceful shutdown GOAWAY] after Request.Body was written; define Request.GetBody to avoid this error是 Golang 中使用 HTTP/…...
贪心算法(16)(java)俄罗斯套娃信封问题
题目:给你一个二维整数数组 envelopes ,其中 envelopes[i] [wi, hi] ,表示第 i 个信封的宽度和高度。 当另一个信封的宽度和高度都比这个信封大的时候,这个信封就可以放进另一个信封里,如同俄罗斯套娃一样。 请计算…...
【DeepSeek原理学习2】MLA 多头隐变量注意力
解决的问题 Multi-Head Latent Attention,MLA——解决的问题:KV cache带来的计算效率低和内存需求大以及上下文长度扩展问题。 MLA原理 MLA原理:其核心思想是将键(Key)和值(Value)矩阵压缩到…...
2024年RAG大赛
2024 CCF国际AIOps挑战赛赛题与赛制解读-CSDN博客 自动化测评也比较有意思,分数为 关键字 语义相似度,分值比为6:4. 2024 CCF AIOPS国际挑战赛优秀奖方案分享 https://zhuanlan.zhihu.com/p/7444390758 【大模型RAG获奖方案分享】如何提高RAG系统在…...
2025-4-6-C++ 学习 有序数组、set()的一些内置函数与求和函数
C的学习必须更加精进一些,对于好多的函数和库的了解必须深入一些。 文章目录 3510. 移除最小数对使数组有序 II(有序数组)题目参考代码(1)auto it idx.lower_bound(i);功能解释可能的使用场景常见错误 (2&…...
Flutter:Flutter SDK版本控制,fvm安装使用
1、首先已经安装了Dart,cmd中执行 dart pub global activate fvm2、windows配置系统环境变量 fvm --version3、查看本地已安装的 Flutter 版本 fvm releases4、验证当前使用的 Flutter 版本: fvm flutter --version5、切换到特定版本的 Flutter fvm use …...
GPT-4o 的“图文合体”是怎么做到的
每周跟踪AI热点新闻动向和震撼发展 想要探索生成式人工智能的前沿进展吗?订阅我们的简报,深入解析最新的技术突破、实际应用案例和未来的趋势。与全球数同行一同,从行业内部的深度分析和实用指南中受益。不要错过这个机会,成为AI领…...
PyTorch教程:如何读写张量与模型参数
本文演示了PyTorch中张量(Tensor)和模型参数的保存与加载方法,并提供完整的代码示例及输出结果,帮助读者快速掌握数据持久化的核心操作。 1. 保存和加载单个张量 通过torch.save和torch.load可以直接保存和读取张量。 import to…...
MySQL8.0.31安装教程,附pdf资料和压缩包文件
参考资料:黑马程序员 一、下载 点开下面的链接:https://dev.mysql.com/downloads/mysql/ 点击Download 就可以下载对应的安装包了, 安装包如下: 我用夸克网盘分享了「mysql」,链接:https://pan.quark.cn/s/ab7b7acd572b 二、解…...
Linux 系统中对存储设备(/dev/mmcblk、/dev/sd、/dev/nvme)进行分区、格式化或挂载的操作
在 Linux 系统中对存储设备(/dev/mmcblk、/dev/sd、/dev/nvme)进行分区、格式化或挂载的操作步骤如下: 一、确认设备信息 首先明确要操作的设备名称(如 /dev/sdb、/dev/nvme0n1),避免误操作导致数据丢失&a…...
【Kafka基础】topics命令行操作大全:高级命令解析(1)
1 创建压缩主题(Log Compaction) /export/home/kafka_zk/kafka_2.13-2.7.1/bin/kafka-topics.sh --create \--bootstrap-server 192.168.10.33:9092 \--topic comtopic \--partitions 3 \--replication-factor 2 \--config cleanup.policycompact \--con…...
springboot集成spring loadbalancer实现客户端负载均衡
在 Spring Boot 中实现负载均衡,通常需要结合 Spring Cloud 组件,比如 Spring Cloud LoadBalancer。Spring Cloud LoadBalancer 是一个客户端负载均衡器,可以与 Spring Boot 集成,实现微服务之间的负载均衡。 以下是一个简单的示…...
什么是 k8s Affinity(亲和性)
在 Kubernetes(K8s)中,Affinity(亲和性) 是一种 Pod 调度策略,它用于控制 Pod 在什么条件下可以被调度到特定的节点上。它比 Taints 和 Tolerations 更灵活,可以基于 节点属性 或 Pod 之间的关系…...
深度探索:策略学习与神经网络在强化学习中的应用
深度探索:策略学习与神经网络在强化学习中的应用 策略学习(Policy-Based Reinforcement Learning)一、策略函数1.1 策略函数输出的例子 二、使用神经网络来近似策略函数:Policy Network ,策略网络2.1 策略网络运行的例子2.2需要的几个概念2.3神经网络近似…...
用VAE作为标题显示标题过短,所以标题变成了这样
VAE (Variational Autoencoder / 变分自编码器) 基本概念: VAE 是一种生成模型 (Generative Model),属于自编码器 (Autoencoder) 家族。 它的目标是学习数据的潜在表示 (Latent Representation),并利用这个表示来生成新的、与原始数据相似的数据。 与标…...
【day27】测试策略升级方案:需求阶段介入与业务规则覆盖矩阵设计
测试策略升级方案:需求阶段介入与业务规则覆盖矩阵设计 一、需求评审阶段:主动识别业务逻辑问题 在需求评审时,测试团队应通过结构化提问提前暴露潜在风险,避免后期返工。以下为提问框架与示例: 1. 业务逻辑澄清提问模…...
AI烘焙大赛中的算法:理解PPO、GRPO与DPO的罪简单的方式
🧠 向所有学习者致敬! “学习不是装满一桶水,而是点燃一把火。” —— 叶芝 我的博客主页: https://lizheng.blog.csdn.net 🌐 欢迎点击加入AI人工智能社区! 🚀 让我们一起努力,共创…...
二分 —— 基本算法刷题路程
一、1.求阶乘 - 蓝桥云课 算法代码: #include <bits/stdc.h> using namespace std; #define ll long long ll check(ll n) {ll cnt0;while(n){cnt(n/5);}return cnt; }int main() {ll k;cin>>k;ll L0,R1e19;while(L<R){ll mid(LR)>>1;if(che…...
内存序问题排查
1 内存序 2 简介 std::memory_order 是 C11 引入的一个枚举类型,用于和 <atomic> 原子操作一起使用,控制多线程环境下内存的可见性和执行顺序。 它的主要作用是:告诉编译器和 CPU,在执行某个原子操作时,哪些内…...
历年跨链合约恶意交易详解(四)——Chainswap20210711
漏洞合约函数 function receive(uint256 fromChainId, address to, uint256 nonce, uint256 volume, Signature[] memory signatures) virtual external payable {_chargeFee();require(received[fromChainId][to][nonce] 0, withdrawn already);uint N signatures.length;r…...
Johnson
理论 全源最短路算法 Floyd 算法,时间复杂度为 O(n)跑 n 次 Bellman - Ford 算法,时间复杂度是 O(nm)跑 n 次 Heap - Dijkstra 算法,时间复杂度是 O(nmlogm) 第 3 种算法被 Johnson 做了改造,可以求解带负权边的全源最短路。 J…...
spring boot + Prometheus + Grafana 实现项目监控
一、引入依赖 <dependencies><!-- Spring Boot Starter Actuator --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId></dependency><!-- Micrometer Reg…...
Mythical Beings:第八季即将回归,探索新的神话传承
Mythical Beings是由Tarasca Art & Games开发的、基于Ignis区块链的卡牌收集游戏。自发布以来,这款游戏以其独特的玩法和深厚的神话背景吸引了大量玩家的关注。每张卡牌不仅代表着独特的游戏属性,还融合了丰富的文化和神话故事,使玩家不仅…...