正确实现condition_variable timed_wait

时间:2012-08-10 00:41:11

标签: c++ multithreading time

我正在阅读我的STL实施(标准问题g++ 4.6.2)并在condition_variable内遇到了这种竞争状况:

template<typename _Rep, typename _Period>
cv_status
wait_for(unique_lock<mutex>& __lock,
         const chrono::duration<_Rep, _Period>& __rtime)
{
    return wait_until(__lock, __clock_t::now() + __rtime);
}

因为__clock_tstd::chrono::system_clock,我们与NTP之类的想法相关联(如果时钟在__clock_t::now() + __rtime之后移回一天,那么我们将等待一天)。

C ++标准(30.5.1)似乎是正确的:

  

26

     

效果:好像

     

return wait_until(lock, chrono::steady_clock::now() + rel_time);

Boost的condition_variable实现存在同样的问题:

template<typename duration_type>
bool timed_wait(unique_lock<mutex>& m,duration_type const& wait_duration)
{
    return timed_wait(m,get_system_time()+wait_duration);
}

事实上,潜在的pthreads实现似乎是问题所在:

int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond,
   pthread_mutex_t *restrict mutex,
   const struct timespec *restrict abstime);

因为abstime被指定为“系统时间”,而不是单调时钟。

所以我的问题是:如何正确实现std::condition_variable::wait_for之类的内容?是否有现成的实现可以做到这一点?或者我错过了什么?

1 个答案:

答案 0 :(得分:9)

诀窍是使用pthread_condattr_setclock告诉pthread_condattr_t使用CLOCK_MONOTONIC。这样做的C代码非常简单:

#include <time.h>
#include <pthread.h>

#include <errno.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
    // Set the clock to be CLOCK_MONOTONIC
    pthread_condattr_t attr;
    pthread_condattr_init(&attr);
    if (int err = pthread_condattr_setclock(&attr, CLOCK_MONOTONIC))
    {
        printf("Error setting clock: %d\n", err);
    }

    // Now we can initialize the pthreads objects with that condattr
    pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
    pthread_cond_t  cond;
    pthread_cond_init(&cond, &attr);

    // when getting the time, we must poll from CLOCK_MONOTONIC
    struct timespec timeout;
    struct timespec now;
    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &now);
    timeout.tv_sec = now.tv_sec + 5;
    timeout.tv_nsec = now.tv_nsec;

    // business as usual...
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    int rc = pthread_cond_timedwait(&cond, &mutex, &timeout);
    if (rc == ETIMEDOUT)
        printf("Success!\n");
    else
        printf("Got return that wasn't timeout: %d\n", rc);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);

    return 0;
}

我打算暂时离开,因为有人可能会有一个更简单的答案。我对此不满意的是,这意味着使用实时时钟实现wait_until相当困难(我最好的解决方案是转换Clock中的time_point 1}}进入steady_clock的时间并从那里开始...它仍然受到时间变化的竞争条件的限制,但是如果你实时指定超时,你已经做得很糟糕了错误)。