Синхронизация потоков

@kylroma · Регистрация: 30.12.2013

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

На собеседовании поставили такую задачу:
есть 3 потока, в каждом из которых вызывается функция, в которую передаётся символ. В бесконечном цикле фукция печатает символы. Нужно гарантировать, чтоб символы печатались строго по очереди (ABCABCABCABC...). Как не пытаюсь решить, выходит говнокод. Но есть подозрение, что можно решить каким-то изящным способом.
Код ниже - это начальное условие. Как его дополнить, чтоб решить задачу?

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
void foo(const char ch)
{
    while (true) {
         cout << ch;
    }
}
 
int main()
{
    vector<thread> threads;
    threads.reserve(3);
    threads.emplace_back(foo, 'A');
    threads.emplace_back(foo, 'B');
    threads.emplace_back(foo, 'C');
 
    for(auto & t : threads) {
        t.join();
    }
 
    return 0;
}

Мой код

Кликните здесь для просмотра всего текста

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <chrono>
#include <vector>
using namespace std;
 
mutex m, mCout;
static uint8_t queue = 0;
 
uint8_t addToQueue()
{
    lock_guard<mutex> l(m);
    return queue++;
}
 
bool isNext(uint8_t id) {
    static uint8_t next = 0;
    if(id == next) {
        ++next;
        if(next >= queue) {
            next = 0;
        }
        return true;
    } else {
        return false;
    }
}
 
void foo(const char ch)
{
    uint8_t id = addToQueue();
 
    while (true) {
        mCout.lock();
        if(isNext(id)) {
            cout << ch;
        }
        mCout.unlock();
    }
}
 
int main()
{
    vector<thread> threads;
    threads.reserve(3);
    threads.emplace_back(foo, 'A');
    threads.emplace_back(foo, 'B');
    threads.emplace_back(foo, 'C');
 
    for(auto & t : threads) {
        t.join();
    }
    return 0;
}

Croessmah · 22.01.2020, 11:13

Сообщение от oleg-m1973

В данном случае имеет. Код вроде вполне рабочий.

Не везет просто. Q совершенно небезопасен для многопоточной среды.

@oleg-m1973 · 22.01.2020, 11:15

Сообщение от Croessmah

Не везет просто. Q совершенно небезопасен для многопоточной среды.

В данном конкретном случае, что может отвалится?

Croessmah · 22.01.2020, 11:43

Сообщение от oleg-m1973

В данном конкретном случае, что может отвалится?

Нужна гарантия, что чтение и запись в char атомарны на вашей реализации.
C++ таких гарантий не дает. volatile тоже.

@oleg-m1973 · 22.01.2020, 11:48

Сообщение от Croessmah

Нужна гарантия, что чтение и запись в char атомарны на вашей реализации.
C++ таких гарантий не дает. volatile тоже.

А как можно char записать или прочитать неатомарно?
Здесь нужна гарантия, что переменная не закэшируется, volatile вроде даёт такую гарантию.

@TRam_ · 22.01.2020, 12:21

volatile только гарантирует отсутствие оптимизаций (т.е. что в пределах одного потока кэширования переменной не будет). А вот что изменение будет атомарным для всех потоков даёт std::atomic<char>

shmkv · 22.01.2020, 12:21

Задача бредовая.

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
void foo(const char ch, const char old_ch, std::atomic<char>& current_ch)
{
    while (true)
    {
        if (current_ch == old_ch)
        {
            cout << ch;
            current_ch = ch;
        }
    }
}
 
int main()
{
    std::atomic<char> current_ch{ 'C' };
    vector<thread> threads;
    threads.reserve(3);
    threads.emplace_back(foo, 'A', 'C', std::ref(current_ch));
    threads.emplace_back(foo, 'B', 'A', std::ref(current_ch));
    threads.emplace_back(foo, 'C', 'B', std::ref(current_ch));
 
    for (auto & t : threads) 
        t.join();
 
    return 0;
}

@oleg-m1973 · 22.01.2020, 12:37

Сообщение от TRam_

volatile только гарантирует отсутствие оптимизаций (т.е. что в пределах одного потока кэширования переменной не будет). А вот что изменение будет атомарным для всех потоков даёт std::atomic<char>

Здесь и нужно в пределах одного потока.

@XLAT · 22.01.2020, 12:45

Сообщение от Croessmah

товарищ Avazart намекает

@Avazart · 22.01.2020, 12:55

Сообщение от oleg-m1973

Код вроде вполне рабочий.

По тому что звезды так сошлись.
Переменная по нормальному должна быть атомиком.

@DrOffset · 22.01.2020, 12:57

Битва за volatile стара как мир. Уже кучу копий сломали.
https://stackoverflow.com/ques... -threading

@oleg-m1973 · 22.01.2020, 12:57

Сообщение от Avazart

По тому что звезды так сошлись.
Переменная по нормальному должна быть атомиком.

По-нормальному, надо показать, что этот код не работает, а не гадать по звёздам.

@Avazart · 22.01.2020, 13:01

Хотя не тут атомик не поможет.

Добавлено через 43 секунды

Сообщение от oleg-m1973

По-нормальному, надо показать, что этот код не работает, а не гадать по звёздам.

Так Вы же гадаете и на основе выпавших карт пишете код, не я.

@hoggy · 22.01.2020, 13:18

Сообщение от oleg-m1973

volatile size_t idx = 0;

Сообщение от oleg-m1973

++idx;

не атомарно

Сообщение от XLAT

volatile char q;
//std::atomic<char> q{'C'};

не атомарно

Сообщение от XLAT

return ((_c == q+1) || (_c == 'A' && q == 'C')) ? true : false;

не атомарно (даже с атомиком)

Сообщение от XLAT

мутекс не нужен,
синхронизации и без него хватает.

поведение твоего кода: UB

@Avazart · 22.01.2020, 13:27

Не по теме:

Сообщение от Avazart

Хотя не тут атомик не поможет.

Нужен мютекс.

@oleg-m1973 · 22.01.2020, 13:41

Сообщение от hoggy

Сообщение от oleg-m1973
++idx;
не атомарно

У меня это под мьютексом делается

Сообщение от hoggy

Сообщение от XLAT
return ((_c == q+1) || (_c == 'A' && q == 'C')) ? true : false;
не атомарно (даже с атомиком)

И что здесь не атомарно?

@Avazart · 22.01.2020, 13:43

Сообщение от oleg-m1973

И что здесь не атомарно?

Все...

@oleg-m1973 · 22.01.2020, 13:46

Сообщение от hoggy

поведение твоего кода: UB

Ты бы показал это UB сначала.
Просто запускаешь программу и показываешь, что она выдала неправильный результат.

@SeqInconsistent · 22.01.2020, 13:50

Сообщение от oleg-m1973

C++
1
2
std::mutex mx;
volatile size_t idx = 0;

И зачем здесь volatile?

@Avazart · 22.01.2020, 13:54

Сообщение от oleg-m1973

Ты бы показал это UB сначала.
Просто запускаешь программу и показываешь, что она выдала неправильный результат.

А кто сказал что UB приводит обязательно к неправильному результату? Вообще понимаешь что такое UB ?

@hoggy · 22.01.2020, 13:58

Сообщение от oleg-m1973

У меня это под мьютексом делается

знаю что под мутексом.
мне не понятно, зачем ты использовал volatile.

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Транслитерация текста с кириллицы на латиницу Maks 11.11.2026 Решил облегчить жизнь себе и коллегам админам при создании электронных почтовых ящиков для пользователей, в результате написал обработку "Транслитерация текста" с кириллицы на латиницу, а в ней. . .	Книги по геймдизайну, левел-дизайну, игровым механикам и проектированию игрового опыта 8Observer8 08.11.2026 Содержание блога \| English Version 1. 2003 - 06 - Designing Virtual Worlds (1st Edition) Автор: Richard A. Bartle \| Объем: 768 стр. Ссылки: Amazon . . .	Родители токсичные абьюзеры по отношению к своим детям ругают их оскорбляют не любят zorxor 08.11.2026 Жить в атмосфере постоянных оскорблений, критики и холодности со стороны родителей — это тяжелое и болезненное испытание, которое оставляет глубокие эмоциональные раны. Токсичное и абьюзивное. . .	Как только я захожу к себе в свою комнату я сразу же с себя снимаю свои трусы. Ответ от Джемени ИИ. zorxor 08.11.2026 Джемени, как только я захожу к себе в свою комнату я сразу же с себя снимаю свои трусы. Многие люди, возвращаясь домой, сразу переодеваются в максимально свободную одежду или вовсе предпочитают. . .
Паттерн очереди действий/команд (Action / Command Queue). Система очереди действий и кат-сцен с SDL3 Callbacks, cglm и OpenGL 8Observer8 07.11.2026 Содержание блога \| English Version Руководство для начинающих по реализации паттерна очереди действий/ команд (Action / Command Queue) на C++ (C++20) с использованием официального SDL3 Callbacks. . .	Проверка полного ФИО в типовом справочнике Maks 07.11.2026 Решение реализовано в конфигурации КА2, на примере справочника "КонтактныеЛицаПартнеров". Задача: Запрет инициалов. Не допускаеть использование сокращений вида "И. И. ", "И. И. ", "И И" и. . .	Про "Windows must die!" kumehtar 04.11.2026 Знаете, чет накатило. . . . Когда-то это было почти боевым кличем: мол, нормальный человек сидит на DOS, OS/ 2 или Linux, а вот это вот - Must Die. А теперь человек произносит «мастдай» с усмешкой - и. . .	Красочные поля с номером страницы svg+background-image russiannick 04.11.2026 Красочные поля с номером страницы не менее важны чем в эпоху бумажных книг. Посему спешу представить почтеннейшей публике этот важный инструмент который эти поля и формирует. В процессе разработки. . .

@TRam_ зомбяк 1585 / 1219 / 345 Регистрация: 14.05.2017 Сообщений: 3,940
	22.01.2020, 12:21
	volatile только гарантирует отсутствие оптимизаций (т.е. что в пределах одного потока кэширования переменной не будет). А вот что изменение будет атомарным для всех потоков даёт `std::atomic<char>` 0

@DrOffset 19506 / 10109 / 2464 Регистрация: 30.01.2014 Сообщений: 17,834
	22.01.2020, 12:57
	Битва за volatile стара как мир. Уже кучу копий сломали. https://stackoverflow.com/ques... -threading 0