متى يجب الحصول على القفل قبل الاتصال condition_variable.notify_one()؟

في البرمجة متعددة الخيوط، يتم استخدام متغيرات الشرط للإشارة إلى سلاسل الرسائل المنتظرة التي تم استيفاء شرط معين. على الرغم من أنه من الضروري الاحتفاظ بالقفل قبل استدعاء condition_variable.wait()، إلا أن هناك بعض عدم اليقين بشأن ما إذا كان القفل مطلوبًا أيضًا قبل استدعاء notify_one().

هل يمكنني قفل كائن المزامنة قبل notify_one( ) ولماذا؟

قفل كائن المزامنة قبل notify_one() ليس إلزاميًا، ولكنه قد يكون مفيدًا في سيناريوهات معينة. عندما يقوم مؤشر ترابط الإخطار بتحرير القفل قبل الاتصال بـ notify_one()، فإنه يسمح ببدء تنفيذ سلاسل الرسائل المنتظرة على الفور. ومع ذلك، إذا كان مؤشر ترابط الإعلام يحتفظ بالقفل، فيجب انتظار سلاسل الرسائل حتى يتم تحريره قبل المتابعة. في المثال المقدم، يتم الحصول على القفل للاستدعاءات اللاحقة لـ notify_one() لأنه يتم تعديل المتغير i داخل القسم الحرج بعد notify_one() الأولي. هذا يضمن أن مؤشر الترابط المنتظر يلاحظ القيمة المحدثة لـ i عند استئناف التنفيذ.

تجنب حالة السباق المحتملة

قد يجادل البعض بعدم الضغط على القفل أثناء الأول قد يؤدي استدعاء notify_one() إلى حالة سباق حيث يستأنف مؤشر ترابط المستهلك التنفيذ قبل الأوان ويفتقد الإشعار. ومع ذلك، هذا ليس مصدر قلق صحيح.

وفقًا لمعيار C، يتصرف condition_variable::wait() مثل حلقة داخلية تتحقق بشكل مستمر من المسند وتنتظر إذا لزم الأمر. في هذه الحالة، المسند هو [] { return i == 1; }. إذا لم يكن i يساوي 1 عندما يتحقق مؤشر ترابط المستهلك من ذلك، فستنتهي الحلقة الداخلية ببساطة، مما يمنع مؤشر الترابط من استئناف التنفيذ. لذلك، حتى لو قام مؤشر ترابط المنتج باستدعاء notify_one() قبل أن يتحقق مؤشر ترابط المستهلك أنا، لن يفوت مؤشر ترابط المستهلك الإشعار.

على الرغم من أن ذلك ليس مطلوبًا بشكل صارم، إلا أنه يتم قفل كائن المزامنة (mutex) قبل الاتصال يمكن أن يكون condition_variable.notify_one() مفيدًا في سيناريوهات محددة. يسمح لخيوط الانتظار باستئناف التنفيذ على الفور ويضمن أن يلاحظ خيط الانتظار الحالة المحدثة للبيانات المشتركة (في هذه الحالة، قيمة i). يعد فهم سلوك متغيرات condition_variables ومزامنة الخيوط بشكل صحيح باستخدام الأقفال أمرًا بالغ الأهمية للبرمجة الفعالة متعددة الخيوط.