Question

我在一个线程中有一个std::future正在等待另一个线程中设置的std::promise。

编辑： 使用可永久阻止的示例应用更新了问题：

更新：如果我改为使用pthread_barrier，则以下代码会不阻止。

我创建了一个测试应用程序来说明这一点：

非常基本上类foo创建一个thread，在其run函数中设置promise，并在构造函数中等待设置promise。设置后，会增加atomic次

然后，我创建了一堆这些foo个对象，将其拆除，然后检查我的count。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <atomic>
#include <future>
#include <list>
#include <unistd.h>

struct foo
{
    foo(std::atomic<int>& count)
        : _stop(false)
    {
        std::promise<void> p;
        std::future <void> f = p.get_future();

        _thread = std::move(std::thread(std::bind(&foo::run, this, std::ref(p))));

        // block caller until my thread has started 
        f.wait();

        ++count; // my thread has started, increment the count
    }
    void run(std::promise<void>& p)
    {
        p.set_value(); // thread has started, wake up the future

        while (!_stop)
            sleep(1);
    }
    std::thread _thread;
    bool _stop;
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        std::cerr << "usage: " << argv[0] << " num_threads" << std::endl;
        return 1;
    }
    int num_threads = atoi(argv[1]);
    std::list<foo*> threads;
    std::atomic<int> count(0); // count will be inc'd once per thread

    std::cout << "creating threads" << std::endl;
    for (int i = 0; i < num_threads; ++i)
        threads.push_back(new foo(count));

    std::cout << "stopping threads" << std::endl;
    for (auto f : threads)
        f->_stop = true;

    std::cout << "joining threads" << std::endl;
    for (auto f : threads)
    {
        if (f->_thread.joinable())
            f->_thread.join();
    }

    std::cout << "count=" << count << (num_threads == count ? " pass" : " fail!") << std::endl;
    return (num_threads == count);
}

如果我在一个包含1000个线程的循环中运行它，它只需要执行几次，直到一场比赛发生并且其中一个futures永远不会被唤醒，因此应用程序会永远被卡住。 / p>

# this loop never completes
$ for i in {1..1000}; do ./a.out 1000; done

如果我现在SIGABRT该应用，则生成的堆栈跟踪显示它卡在future::wait上堆栈跟踪如下：

// main thread
    pthread_cond_wait@@GLIBC_2.3.2 () from /lib64/libpthread.so.0
    __gthread_cond_wait (__mutex=<optimized out>, __cond=<optimized out>) at libstdc++-v3/include/x86_64-unknown-linux-gnu/bits/gthr-default.h:846
    std::condition_variable::wait (this=<optimized out>, __lock=...) at ../../../../libstdc++-v3/src/condition_variable.cc:56
    std::condition_variable::wait<std::__future_base::_State_base::wait()::{lambda()#1}>(std::unique_lock<std::mutex>&, std::__future_base::_State_base::wait()::{lambda()#1}) (this=0x93a050, __lock=..., __p=...) at include/c++/4.7.0/condition_variable:93
    std::__future_base::_State_base::wait (this=0x93a018) at include/c++/4.7.0/future:331
    std::__basic_future<void>::wait (this=0x7fff32587870) at include/c++/4.7.0/future:576
    foo::foo (this=0x938320, count=...) at main.cpp:18
    main (argc=2, argv=0x7fff32587aa8) at main.cpp:52


// foo thread
    pthread_once () from /lib64/libpthread.so.0
    __gthread_once (__once=0x93a084, __func=0x4378a0 <__once_proxy@plt>) at gthr-default.h:718
    std::call_once<void (std::__future_base::_State_base::*)(std::function<std::unique_ptr<std::__future_base::_Result_base, std::__future_base::_Result_base::_Deleter> ()>&, bool&), std::__future_base::_State_base* const, std::reference_wrapper<std::function<std::unique_ptr<std::__future_base::_Result_base, std::__future_base::_Result_base::_Deleter> ()> >, std::reference_wrapper<bool> >(std::once_flag&, void (std::__future_base::_State_base::*&&)(std::function<std::unique_ptr<std::__future_base::_Result_base, ...) at include/c++/4.7.0/mutex:819
    std::promise<void>::set_value (this=0x7fff32587880) at include/c++/4.7.0/future:1206
    foo::run (this=0x938320, p=...) at main.cpp:26

我很确定我的代码中没有任何错误，对吧？

这是pthread实现或std :: future / std :: promise实现的问题吗？

我的图书馆版本是：

libstdc++.so.6
libc.so.6 (GNU C Library stable release version 2.11.1 (20100118))
libpthread.so.0 (Native POSIX Threads Library by Ulrich Drepper et al Copyright (C) 2006)

Answer 1

实际上，本地promise对象的析构函数（构造函数末尾和线程对set_value()的调用）之间存在竞争条件。即set_value()唤醒主要内容，然后下一个销毁promise对象，但set_value()函数尚未完成，并且死锁。

阅读C ++ 11标准，我不确定您的使用是否允许：

void promise<void>::set_value();

效果：以原子方式将值r存储在共享状态中并使该状态准备就绪。

但在其他地方：

set_value，set_exception，set_value_at_thread_exit和set_exception_at_thread_exit成员函数的行为就好像它们在更新promise对象时获取与promise对象关联的单个互斥锁。

对于其他函数（例如析构函数），set_value()调用是否应该是原子的？

恕我直言，我会说不。这些效果可以与销毁互斥锁相媲美，而其他线程仍在锁定它。结果未定义。

解决方案是让p比线程更活跃。我能想到的两个解决方案：

让p成为班级成员，就像Michael Burr在另一个答案中所说的那样。
将承诺移入主题。

在构造函数中：

std::promise<void> p;
std::future <void> f = p.get_future();
_thread = std::thread(&foo::run, this, std::move(p));

bind

std::move

并且线程函数没有收到引用，但移动的promise：

void run(std::promise<void> p)
{
    p.set_value();
}

我认为这正是C ++ 11定义两个不同类的原因：promise和future：您将承诺转移到线程中，但是您可以保留未来以恢复结果。< / p>

Answer 2

尝试移动std::promise<void> p;，使其不是构造函数的本地符号，而是struct foo的成员：

struct foo
{
    foo(std::atomic<int>& count)
        : _stop(false)
    {
        // std::promise<void> p;    // <-- moved to be a member
        std::future <void> f = p.get_future();

        // ...same as before...
    }
    void run(std::promise<void>& p)
    {
        // ... same ...
    }

    std::promise<void> p;   // <---
    std::thread _thread;
    bool _stop;
};

我相信可能发生的事情是你进入一场比赛，p在构造函数中被销毁，而p.set_value()正在对promise的引用进行处理。在set_value()内部完成/清理时会发生一些事情;对已经被破坏的std::promise的引用进行操作正在破坏pthread库中的某些状态。

这只是猜测 - 我目前还没有准备好访问重现问题的系统。但是，p成员将确保其有效期延长到set_value()来电的完成时间。

pthread_once（）中的竞争条件？

2 个答案: