¿Cuándo se debe adquirir un bloqueo antes de llamar a condition_variable.notify_one()?

En la programación multiproceso, las variables de condición se utilizan para señalar subprocesos en espera que se ha cumplido una condición específica. Si bien es necesario mantener un bloqueo antes de llamar a condition_variable.wait(), existe cierta incertidumbre con respecto a si también se requiere un bloqueo antes de llamar a notify_one().

¿Puedo bloquear el mutex antes de notify_one( ) y ¿Por qué?

Bloquear el mutex antes de notify_one() no es obligatorio, pero puede resultar ventajoso en determinados escenarios. Cuando el hilo de notificación libera el bloqueo antes de llamar a notify_one(), permite que los hilos en espera comiencen a ejecutarse inmediatamente. Sin embargo, si el hilo de notificación mantiene el bloqueo, los hilos en espera deben esperar a que se libere antes de continuar.

Justificación del bloqueo antes de llamadas posteriores a notify_one()

En el ejemplo proporcionado, el bloqueo se adquiere para llamadas posteriores a notify_one() porque la variable i se está modificando dentro de la sección crítica después de la notificación_one() inicial. Esto garantiza que el hilo en espera observe el valor actualizado de i al reanudar la ejecución.

Evitar una posible condición de carrera

Algunos pueden argumentar que no mantener el bloqueo durante la primera La llamada notify_one() podría generar una condición de carrera en la que el subproceso del consumidor reanuda prematuramente la ejecución y pierde la notificación. Sin embargo, esto no es una preocupación válida.

Según el estándar C, condition_variable::wait() se comporta como un bucle interno que verifica continuamente un predicado y espera si es necesario. En este caso, el predicado es [] { return i == 1; }. Si i no es igual a 1 cuando el hilo del consumidor lo verifica, el bucle interno simplemente terminará, evitando que el hilo reanude la ejecución.

Por lo tanto, incluso si el hilo del productor llama a notify_one() antes de que el hilo del consumidor verifique i, el hilo del consumidor no perderá la notificación.

Conclusión

Aunque no es estrictamente necesario, bloquear el mutex antes de llamar condition_variable.notify_one() puede resultar beneficioso en escenarios específicos. Permite que los subprocesos en espera reanuden la ejecución inmediatamente y garantiza que el subproceso en espera observe el estado actualizado de los datos compartidos (en este caso, el valor de i). Comprender el comportamiento de condition_variables y sincronizar adecuadamente los subprocesos mediante bloqueos es crucial para una programación multiproceso eficaz.