同步线程，互斥

Question

我在努力做功课，但我被这些帖子卡住了。此函数在创建线程时调用：

size_t* mines, gold = 0, gold_collected = 0;
pthread_mutex_t mine_mutex;
int last_mine = 0;

void* dig(void *mine_start) {
        int current_worker = (int)mine_start;
        int mine = (int)mine_start;

//      printf("Hello, it's me, thread %d\n", current_worker);

        while(gold != 0) {
                if(mine > last_mine - 1) {
                        mine = 0;
                }
                pthread_mutex_lock(&mine_mutex);
                if(mines[mine] != 0) {
                        //printf("All gold %zd\n", gold);
                        //printf("Gold in mine %zd with number %d\n", mines[mine], mine);
                        printf("Worker %d entered mine %d\n", current_worker, mine);
                        gold -= 10;
                        mines[mine] -= 10;
                        gold_collected += 10;
                        //sleep(1);    
                }
                pthread_mutex_unlock(&mine_mutex);
                ++mine;
        }
        pthread_exit(NULL);
}

我的问题是，当我有5个矿和2个工人时，只有一个工人进入矿井并挖掘黄金。我如何旋转我的线程，以便所有的线程都可以从矿井中挖掘？

Answer 1

如果你希望每个矿有一个矿工，但是你的矿工比矿工多，那么你必须决定当所有的矿工都在使用时，闲置的矿工会做什么。此外，如果每个矿都有一个互斥体，每个人都试图获取第一个互斥体，那么只有一个矿工会赢，其他矿工仍然会阻塞。你可以使用try锁，但是当所有的矿都满了的时候，矿工们就会忙于等待。

你可以使用一个信号量，这个信号量是用矿的数量初始化的。每个矿工，在成功获得信号量后，将知道有一个矿可供他们使用，但他们不知道是哪个矿。您可以使用一个互斥锁来保护所有地雷的使用状态。在获取信号量之后，然后获取互斥锁，寻找可用矿，将其标记为正在使用，释放互斥锁并开始挖掘。然后，完成后，重新获取互斥锁，将挖掘标记为可用，释放互斥锁，然后释放信号量。

最后，您可以使用条件变量和互斥来代替信号量。获取互斥体，并寻找可用的矿藏。如果找不到，就在condvar上阻塞。如果找到了，请将其标记为正在使用，释放互斥锁，然后开始挖掘。完成后，重新获取互斥锁，将矿标记为可用，向condvar发出信号，然后释放互斥锁。在condvar上唤醒的线程将自动重新获取互斥锁，并且应该循环并重新寻找可用的矿。在这种情况下，向condvar发送信号而不是广播就足够了；尽管广播可能更安全。

此外，一旦你有了并行的矿商，你将不得不重新考虑全球黄金和gold_collected。因为你的矿工将在没有持有互斥锁的情况下进行实际的挖掘，所以他们不能在挖掘时更新这些全局变量。他们应该保持一个他们开采的黄金数量的本地记录，并在互斥量被重新获得后更新全局。也许黄金可以在矿工进入矿场之前被扣除，而gold_collected在离开矿场后更新(两者都是在持有互斥锁的时候)。在不持有互斥量的情况下读黄金也有点可疑，因为它可能会在你下面改变……

Answer 2

两个矿只有一个互斥锁，所以只有一个工人可以在矿中工作。如果每个矿有一个互斥锁，那么两个工人可以同时进入矿中(每个矿一个工人)。