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pthread_barrier_init,pthread_barrier_wait简介

第七根弦 2016 年 3 月 16 日 UC, 线程间通信 发表评论 (0)

pthread_barrier 系列函数在<pthread.h>中定义，用于多线程的同步，它包含三个函数：

–pthread_barrier_init()
–pthread_barrier_wait()
–pthread_barrier_destroy()

那么pthread_barrier_*是用来做什么的？这三个函数又怎么配合使用呢？

pthread_barrier_*其实只做且只能做一件事，就是充当栏杆（barrier意为栏杆)。形象的说就是把先后到达的多个线程挡在同一栏杆前，直到所有线程到齐，然后撤下栏杆同时放行。1）init函数负责指定要等待的线程个数；2） wait()函数由每个线程主动调用，它告诉栏杆“我到起跑线前了”。wait(）执行末尾栏杆会检查是否所有人都到栏杆前了，如果是，栏杆就消失所有线程继续执行下一句代码；如果不是，则所有已到wait()的线程停在该函数不动，剩下没执行到wait()的线程继续执行；3）destroy函数释放init申请的资源。

1 使用场景举例：

这种“栏杆”机制最大的特点就是最后一个执行wait的动作最为重要，就像赛跑时的起跑枪一样，它来之前所有人都必须等着。所以实际使用中，pthread_barrier_*常常用来让所有线程等待“起跑枪”响起后再一起行动。比如我们可以用pthread_create（） 生成100 个线程，每个子线程在被create出的瞬间就会自顾自的立刻进入回调函数运行。但我们可能不希望它们这样做，因为这时主进程还没准备好，和它们一起配合的其它线程还没准备好，我们希望它们在回调函数中申请完线程空间、初始化后停下来，一起等待主进程释放一个“开始”信号，然后所有线程再开始执行业务逻辑代码。

解决方案：

为了解决上述场景问题，我们可以在init时指定n+1个等待，其中n是线程数。而在每个线程执行函数的首部调用wait()。这样100个pthread_create()结束后所有线程都停下来等待最后一个wait()函数被调用。这个wait()由主进程在它觉得合适的时候调用就好。最后这个wait()就是鸣响的起跑枪。

2 函数原型：

C++
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#include <pthread.h>
int pthread_barrier_init(pthread_barrier_t *restrict barrier, const pthread_barrierattr_t *restrict attr, unsigned count);
int pthread_barrier_wait(pthread_barrier_t *barrier);
int pthread_barrier_destroy(pthread_barrier_t *barrier);

参数解释：

pthread_barrier_t，是一个计数锁，对该锁的操作都包含在三个函数内部，我们不用关心也无法直接操作。只需要实例化一个对象丢给它就好。

pthread_barrierattr_t，锁的属性设置，设为NULL让函数使用默认属性即可。

count，你要指定的等待个数。

3 程序举例：

C++
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#include <pthread.h>
class thisclass{
private:
         static void* doSomething(void* arg)
         {
                   thisclass* pInstance = (thisclass*) arg;
                   pthread_barrier_wait(pInstance->barrier);//所有线程都被阻塞在这里
                   //下面是线程具体要做的事
                   //...
         }
        
protected:
         pthread_barrier_t barrier;
         int thread_num; // = 100;
         pthread_t* thread;
public:
         int init(){ //生成100个等待的线程
                   int ret = -1;
                   pthread_attr_t attr;
                   pthread_attr_init(&attr);
                   do{
                            if(thread_num == 0
                                 || (thread = (pthread_t*)malloc(thread_num *sizeof(pthread_t))) == NULL)
                                     break;
                            pthread_barrier_init(&barrier,NULL, thread_num + 1); //100+1个等待
                            for(i=0; i<thread_num; i++)
                                     if(pthread_create(thread+i, &attr, doSomething, this))
                                               break; //100个create成功的线程都进入上面的doSomething函数执行
                            if(i!= thread_num)
                                     break;
                            ret= 0;
                   }while(false)
                   return ret;
         }
         int activate(){ //等一切都安排好了调用该函数。起跑枪“砰！”
                   pthread_barrier_wait(barrier);
                   return0;
         }
}

4 三个函数的英文说明见这里,里面有更细节的语法介绍：
http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/009695399/functions/pthread_barrier_wait.html
http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/009695399/functions/pthread_barrier_init.html

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