关于C语言使用线程队列实现多线程并发

Question

流程基本如下：
PC->批处理设备->多个终端设备

1.从PC发出5个命令
2.批处理设备收到命令后，将命令存入线程队列 taskQueue
3.从线程队列中取出task，并5个线程并发处理task
4.5个终端设备同时响应，并开始处理

问题：
但在实际测试中发现，无法实现多线程并发，只能等待一个任务完成后才能执行下一个任务
而在我的分析中，taskHandler这个函数的处理，由于加上了互斥锁，导致此问题
但是不加上互斥锁，又会造成数据混乱，导致终端设备处理出现异常

想请教一下，能否在不去掉互斥锁的前提下(优先保证数据正常)，达成多线程并发？
非常感谢！

代码如下：

// 添加成功返回0，失败返回-1
int threadpoolAddTask(ST_TASK task)
{
    int ret;

    pthread_mutex_lock(&mutex);

    ret = enqueue(&taskQueue, task);
    LOG("enqueue ret %d", ret);

    pthread_mutex_unlock(&mutex);

    return ret;
}

//收到命令,将任务入队
void *procRecvCmdThread(void *arg)
{
    int ret;

    while (1)
    {
        int nCmd = recvCmdFromPC();
        // 这里处理需要应用逻辑命令：切换指令、关闭指令
        if (nCmd == SWITCH_CMD || nCmd == CLOSE_CMD)
        {
            // 添加任务
            ST_DEV_CONFIG *configRemain;
            configRemain = mallocAndSetDevConfig(g_curChannelNoTmp, g_curDevChoiceTmp);
            if (NULL == configRemain)
            {
                continue;
            }

            ST_TASK task;
            if (nCmd == SWITCH_CMD)
            {
                task.function = openDevProcess;
            }
            else
            {
                task.function = closeDevProcess;
            }

            task.arg = configRemain;
            ret = threadpoolAddTask(task);
            if (ret != 0)
            {
                sendRespToPC(nCmd, ERR_SELECT_CHANNEL, g_curChannelNoTmp);
                freeAndNULLDevConfig(&configRemain);
            }
        }

        OsSleep(100);
        // LOG("procRecvCmdThread while(1)");
    }
}

// 线程取出并执行任务，任务执行完成需释放参数空间
static void* taskHandler(void* arg)
{
    while(1)
    {
        ST_TASK *task;

        pthread_mutex_lock(&mutex);

        task = dequeue(&taskQueue);

        if (NULL == task)
        {
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
            OsSleep(10);
            continue;
        }

        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        LOG("dequeue OK");

        task->function(task->arg);
        free(task->arg);
    }
}

//循环创建线程，并执行取出的任务
int threadpoolInit(void)
{
    int i;
    pthread_t threadID[MAX_THREADS_SIZE];

    initializeQueue(&taskQueue);

    for (i = 0; i < MAX_THREADS_SIZE; i++)
    {
        pthread_create(&threadID[i], NULL, taskHandler, NULL);
    }
}

Answer 1

引自免费微信小程序-皆我百晓生，希望对题主有所帮助，如有帮助，还望采纳。

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在不去掉互斥锁的前提下，可以使用条件变量（pthread_cond_t）来实现多线程并发。

条件变量允许线程进入等待状态，等待某个条件满足后才被唤醒执行。在你的代码中，可以将条件变量与互斥锁配合使用，以实现多线程并发执行任务。

首先，需要在代码中定义一个条件变量和一个互斥锁：

pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

然后，在任务入队函数中，当任务队列不为空时，发出信号通知等待的线程：

pthread_mutex_lock(&mutex);
ret = enqueue(&taskQueue, task);
LOG("enqueue ret %d", ret);
pthread_cond_signal(&cond);  // 通知等待的线程
pthread_mutex_unlock(&mutex);

接着，在任务处理函数中，判断任务队列是否为空，如果为空则进入等待状态：

pthread_mutex_lock(&mutex);
while (isEmpty(&taskQueue))
{
    pthread_cond_wait(&cond, &mutex);  // 进入等待状态
}
task = dequeue(&taskQueue);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
LOG("dequeue OK");

task->function(task->arg);
free(task->arg);

这样，当有新的任务加入任务队列时，等待的线程会被唤醒，并争夺互斥锁执行任务。

需要注意的是，互斥锁和条件变量的使用需要遵循一定的规则，确保正确地同步和通信。在你的代码中，可能还需要进行一些细节的调整和修改，以确保代码的正确性和并发性能。

希望这些信息能帮助到你！如有需要，请随时继续提问。