C 多线程 malloc 全局访问错误

Question

我有两个结构如下：

typedef struct _product
{
    unsigned int     product_id;
    time_t           my_time_stamp;
    unsigned int     lifespan;
} product;

typedef struct _queue
{
    product *   elem;
    struct _queue * next;
} queue;

我有一个全局变量头。

queue *head; 

在 main 中，我 malloc 队列的头部。

head = (queue *)malloc(sizeof(queue));

并在另一个函数中调用它

    if(head->elem == NULL) { head = newPointer; }

当我 malloc 头时一切都很好。然后，当它跳转到该函数时，它会重置为 0x0。

这是错误的方法吗？如果是的话应该怎么做呢？

void producer_func(void *tid)
{   
  while(number_of_products_created < number_of_products_max) //check for completeness of task
  {
    my_str("in producer with id ");
    my_int((long)tid);
    br();
    pthread_mutex_lock(&the_mutex);
    my_str("locked by ");
    my_int((long)tid);
    br();
    while(space_in_queue >= size_of_queue)
      pthread_cond_wait(&notFull, &the_mutex); //check to see if there is room in the queue

    product *tempProduct = malloc(sizeof(product));

    //////////////enter critical region/////////////
    tempProduct->product_id = product_id_count++;
    //////////////exit critical region/////////////

    //time
    struct timeval tim;
    gettimeofday(&tim, NULL);
    tempProduct->my_time_stamp = tim.tv_sec; 
    //endtime
    tempProduct->lifespan = rand();
    //new item for queue
    queue *newPointer = malloc(sizeof(queue));
    newPointer->elem = tempProduct;
    newPointer->next = NULL;                

    //critical region//
    if(head == NULL)
    {
      head = newPointer;
    }
    else
    {
      //traverse list
      queue *tempPointer;
      tempPointer = head;
      while(tempPointer->next != NULL)
      {
        tempPointer = tempPointer->next;
      }
      tempPointer->next = newPointer;
    }
    space_in_queue++;
    number_of_products_created++;
    //end critical region//

    my_str("unlocked by ");
    my_int((long)tid);
    br();
    usleep(10000);
    my_str("num products created is ");
    my_int(number_of_products_created);
    br();
    usleep(10000);
    pthread_cond_broadcast(&notEmpty);
    pthread_mutex_unlock(&the_mutex);
    usleep(100000); //let others have a chance
  }
}

Answer 1

锁定互斥体和释放互斥体之间的代码量非常大。您应该致力于最大限度地减少持有锁时完成的工作量。您应该完成所有工作，除了将项目添加到不带锁的列表中。只有当一切准备就绪后，您才能获取互斥体并继续添加项目并释放互斥体。将项目添加到列表末尾的操作可能是 O(1) 而不是 O(N) 的好主意 - 保留指向结构尾部的指针。如果在互斥体保持锁定的情况下一次休眠 10 毫秒，那么系统确实无法获得良好的性能（并发性）。

另一个批评是，您的产品结构在许多 64 位平台上将占用 24 个字节，而不仅仅是 16 个。如果 time_t 是一个 8 字节数量，并且 8 字节数量在 8 字节边界上对齐，在每个 unsigned int 值后面浪费了 4 个字节。

然而，这只是一般性的批评——并不是问题的直接根源。

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实质性

您似乎没有初始化使用 malloc() 分配的queue。由于 malloc() 返回未初始化的数据，因此它可以包含任何内容。在执行其他操作之前，必须将其转换为格式正确的队列项 - 具有初始化的指针等。

Answer 2

我认为 head 是一个全局变量。不知道为什么你的函数在那里找不到一个好的值，但是你可以通过不使用指针变量来避免所有问题：

queue head = {0};

然后你的列表将始终被很好地定义，你甚至不需要检查它。不过，您的列表是否为空的语义将会改变。

乔纳森是对的，您的关键部分中有大量代码。尤其是在这样的区域睡觉实在是一个坏主意。