C++游戏：pthread_cond_signal 不会唤醒对手线程

Question

我正在制作一款用户与计算机对战的游戏。轮到玩家时，计算机对手会考虑下一步行动。如果玩家移动到计算机对手计划移动的位置，计算机对手将再次开始搜索其移动。

以下是主函数和对手函数的概述：

[更新]

pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;

int main() {
    // ... initialize game variables, args to pass to opponent ...

    pthread_t thread;
    pthread_create(&thread, NULL, opponent, &args);
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&cond, NULL);

    while(!isGameOver()) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);

        if(getCurrentPlayer() != PLAYER) {
            pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
        }

        if(getCurrentPlayer() == PLAYER) {
            // ... update board with player's move ...

            setCurrentPlayer(OPPONENT);

            pthread_cond_signal(&cond);
        }

        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
}

void * opponent(void * args) {
    // initialize move to something invalid

    while(!isGameOver()) {
        if(!isValid(move)) {
            move = findMove();
        }

        pthread_mutex_lock(&mutex);

        if(getCurrentPlayer() != OPPONENT) {
            pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
        }

        if(getCurrentPlayer() == OPPONENT) {
            if(isValid(move)) {
                // ... update board with opponent's move ...

                setCurrentPlayer(PLAYER);

                pthread_cond_signal(&cond);
            }
        }

        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
}

目前，似乎正在发生这样的事情： [更新]

• 对手找到他的动作 (findMove)
• 对手锁定互斥体 (pthread_mutex_lock)
• 对手开始等待 ( pthread_cond_wait)
• 主函数锁定互斥量 (pthread_mutex_lock)
• 玩家进行移动
• 主线程发出信号表明轮到对手了(pthread_cond_signal)

然后，什么也没有发生。

我想要发生的事情（互斥体被锁定在适当的位置）：

• 对手找到他的动作（findMove）
• 对手开始等待（pthread_cond_wait）
• 玩家做出动作
• 主线程信号表明这是对手的回合（pthread_cond_signal
• ）对手停止等待
• 对手采取行动，之前正在考虑
• 对手切换当前玩家（setCurrentPlayer）
• 重复

我对线程没有真正的经验，所以有人可以帮助我解决正在发生的事情在这里，我该如何解决它？我不知道互斥锁/解锁、条件信号/等待和 setCurrentPlayer 函数是否在正确的位置。

Answer 1

当您调用 pthread_cond_wait 时，应该锁定互斥体 - 该函数以原子方式解锁互斥体，等待信号，并在返回之前重新锁定互斥体。互斥体的目的是序列化对共享状态（在本例中为当前玩家）的访问，因此应该锁定对此的任何访问。循环应该更像：

while(!isGameOver()) {
    if(!isValid(move)) {
        move = findMove();
    }

    pthread_mutex_lock(&mutex);  // LOCK HERE
    if(getCurrentPlayer() != OPPONENT) {
        pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
    }

    if(getCurrentPlayer() == OPPONENT) {
        if(isValid(move)) {
            // NOT HERE pthread_mutex_lock(&mutex);

            // ... update board with opponent's move ...

            setCurrentPlayer(PLAYER);

            pthread_cond_signal(&cond);
            // NOT HERE pthread_mutex_unlock(&mutex);
        }
    }
    pthread_mutex_unlock(&mutex); // UNLOCK HERE
}

对于其他线程也类似。

Answer 2

您应该在等待之前锁定互斥体，并在发出等待信号后解锁它，如下所示：

 //...
  while(!isGameOver()) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        if(getCurrentPlayer() != PLAYER) {
            pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
        }
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
  // ...

另请参阅此处：https://computing.llnl.gov/tutorials/pthreads/

他们那里有很容易理解的例子。

Answer 3

另请注意：您应该在调用 pthread_create(); 之前运行这两行代码；
无法保证您的线程将在这两行之前执行。

pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
pthread_cond_init(&cond, NULL);