并发控制：同步

Synchronization

• 控制并发，使得 “两个或两个以上随时间变化的量在变化过程中保持一定的相对关系”
• 有点抽象，让我们来看例子

理解并发的方法

• 线程 = 我们自己
• 共享内存 = 物理空间

现实世界中的同步 (1)

现实世界中的同步 (1)

演奏音乐中的同步

• 每个乐手都是一个 “线程”
• 节拍 $i$ 到达 → 演奏 $n_i$

void T_player() {
    while (!end) {
        wait_next_beat();
        play_next_note();
    }
}

现实世界中的同步 (2)

今晚 23:59:59 大活门口，不见不散！

现实世界中的同步 (3)

在某个瞬间达到 “互相已知” 的状态

• NPY: 等我洗个头就出门
• NPY: 等我打完这局游戏就来
• 舍友：等我修好这个 bug 就吃饭
• 导师：等我出差回来就讨论这个课题
• join(): 等所有线程结束就继续

“先到先等”，在条件达成的瞬间再次恢复并行

• 同时开始出去玩/吃饭/讨论

状态机视角

系统到达某个 “同步” (互相已知) 的状态

void T_player() {
    while (!end) {
        wait_next_beat();
        play_next_note();
    }
}

void T_conductor() {
    while (!end) {
        wait_next_beat();
        release();
    }
}

• release() 之后，player 都会演奏下一拍

第一个同步实现

自旋等待同步条件达成

• 线程有先后，先来先等待

void wait_next_beat() {
retry:
    if (!next_beat_has_come) {
        goto retry;
    }
}