Переменные условия все еще нуждаются в мьютексе, если вы изменяете проверенное значение атомарно?

Question

Вот типичный способ использования условной переменной:

// 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();

Но если protected_by_mutex_var установлен атомарно, скажем, инструкция сравнения и обмена, служит ли мьютекс какой-либо цели (кроме того, что pthreads и другие API требуют, чтобы вы передавали мьютекс)? Используется ли защищающее государство для выполнения условия? Если нет, то безопасно ли это делать?

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

С писателем, никогда напрямую не взаимодействующим с мьютексом читателя? Обратите внимание, что имя 'protected_by_mutex_var' больше не подходит (больше не защищено мьютексом). Если да, то нужно ли, чтобы разные читатели использовали один и тот же мьютекс?

Answer 1

Представьте себе следующий сценарий:

| 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);                    |                                                    |

В этой ситуации поток 1 ожидает уведомления, которое может никогда не прийти. Поскольку операторы, действующие на условии, не являются частью переменного набора чтения / атома, это представляет условие гонки.

Эффективное использование мьютекса делает эти действия неотделимыми (при условии, что все обращения к переменной ведут себя правильно и блокируют мьютекс).