Biến điều kiện vẫn cần một mutex nếu bạn thay đổi giá trị được kiểm tra một cách nguyên tử?

Question

Đây là cách thông thường để sử dụng một biến trạng:

// The reader(s) 
lock(some_mutex); 
if(protected_by_mutex_var != desired_value) 
    some_condition.wait(some_mutex); 
unlock(some_mutex); 

// The writer 
lock(some_mutex); 
protected_by_mutex_var = desired_value; 
unlock(some_mutex); 
some_condition.notify_all(); 

Nhưng nếu protected_by_mutex_var được thiết lập nguyên tử bằng cách nói rằng, một hướng dẫn so sánh-và-swap, không mutex phục vụ bất cứ mục đích (trừ rằng pthreads và khác API yêu cầu bạn vượt qua trong một mutex)? Là nó bảo vệ nhà nước được sử dụng để thực hiện các điều kiện? Nếu không, có an toàn không khi thực hiện việc này ?:

// The writer 
atomic_set(protected_by_mutex_var, desired_value); 
some_condition.notify_all(); 

Với tác giả không bao giờ tương tác trực tiếp với trình đọc của mutex? Lưu ý rằng tên 'protected_by_mutex_var' không còn thực sự thích hợp nữa (nó không còn được bảo vệ bằng mutex nữa). Nếu vậy, có cần thiết là những độc giả khác nhau sử dụng cùng một mutex không?

Answer 1

Hãy tưởng tượng kịch bản sau đây:

| Thread 1           | Thread 2           | 
| if(protected_by_mutex_var != desired_value) -> true |             | 
|              | atomic_set(protected_by_mutex_var, desired_value); | 
|              | some_condition.notify_all();      | 
| some_condition.wait(some_mutex);     |             | 

Tình trạng này thấy Chủ đề 1 chờ đợi một thông báo rằng có thể không bao giờ đến. Bởi vì các câu lệnh hoạt động trên điều kiện không phải là một phần của biến đọc/bộ nguyên tử, điều này thể hiện một điều kiện chủng tộc.

Sử dụng mutex có hiệu quả làm cho những hành động không thể tách rời (giả sử tất cả các truy cập vào biến cư xử đúng và khóa mutex.)