Периодически запускать рабочие потоки pthread и ждать завершения

Я хотел бы создать набор из N потоков под управлением исходного процесса. Я хотел бы управлять ими, как в этом псевдокоде:

create_n_threads();

While(1) {
    main task modifies a global variable "phase" to control the type of work
    trigger the N threads to wake up and do work based on the global "phase" variable
    wait until all threads have completed their tasks
    main task does meta-calculation on the partial results of all the workers
}

Я попробовал pthread_barrier_wait(). Он хорошо работает для запуска вычислительного цикла, но не дает мне возможности узнать, когда завершена каждая задача. Как мне узнать, что все потоки завершены, чтобы можно было безопасно выполнить метарасчет результата? Я не хочу использовать pthread_join, потому что эти рабочие циклы будут замкнуты в цикле, и мне не нужны накладные расходы на уничтожение и воссоздание задач в каждом цикле.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> 
#include <pthread.h> 
#include <unistd.h>     // for sleep()

#define NTHREADS 4
pthread_barrier_t b;

typedef struct threadargs {
int id;             // thread ID 0-\>N
int phase;          // either 0 or non zero to set blk/red phase
} THREADARGS;

int phase=0;
int cycle=0;

// worker function
// gets called with a pointer to THREADARGS structure
// which tells worker their id, starting, ending column to relax, and the red/black phase

void *thread_func(void *x)
{
int tid;                    // thread id

    int *retval = (int *) malloc(sizeof(int));   // so it persists across thread death
    tid = ((THREADARGS *) x)->id;
    
    while(1) {                  // wait to be triggered
        printf("%d: %d %d\n", cycle, tid, phase);
        pthread_barrier_wait(&b);
    }
    
    *retval = 2*tid;
    pthread_exit((void *)retval);

}

int main(int argc, char *argv[])
{
pthread_t threadids[NTHREADS];      // store os thread ids
THREADARGS thread_args[NTHREADS];           // arguments to thread
int rc, i;

    // initialize the multiprocess barrier 
    pthread_barrier_init(&b, NULL, NTHREADS+1);
    
    /* spawn the threads */
    for (i = 0; i < NTHREADS; ++i) {
        thread_args[i].id = i;
        printf("spawning thread %d\n", i);
        if ((rc=pthread_create(&threadids[i], NULL, thread_func, (void *) &thread_args[i]))!=0) {
            fprintf(stderr, "cannot create thread %d\n",i);
            exit(8);
        };
    }
    
    for (i=0; i<10; i++) {              // do ten iterations
        printf("cycle %d\n", i);
        phase=(phase+1)%3;
        cycle++;
        pthread_barrier_wait(&b);       // trigger all the workers and wait for all to complete
    }
    
    exit(2);    // just kill everything

}

В этом примере выводятся такие результаты:

!) pthread
spawning thread 0
spawning thread 1
spawning thread 2
spawning thread 3
0: 0 0
0: 1 0
cycle 0
1: 2 1
1: 3 1
1: 3 1
1: 1 1
1: 2 1
1: 0 1
cycle 1
cycle 2
3: 1 0
3: 3 0
3: 2 0
3: 0 0
3: 0 0
3: 2 0
3: 3 0
cycle 3
3: 1 0
4: 1 1
4: 2 1
4: 0 1
4: 3 1

Вы можете видеть, что некоторые рабочие процессы запускаются несколько раз за цикл и что переменная «фаза» не учитывается должным образом от цикла к циклу. Я хочу что-то вроде:

cycle 1
1: 0 0
1: 1 0
1: 2 0
1: 3 0
cycle 2
2: 0 1
2: 1 1
2: 2 1
2: 2 1
cycle 3
3: 0 2
...

Конечно, операторы печати каждой задачи будут зашифрованы, но я хочу запустить все 4 потока pthread для выполнения задачи «0,1,2» и чтобы все они завершились, чтобы я мог работать с их результатами и безопасно изменять глобальные переменные для следующий цикл.