Question

我正在尝试使用C ++ 11 std :: condition_variable，但是当我尝试从第二个线程锁定与之关联的unique_lock时，我得到一个异常“资源死锁避免”。创建它的线程可以锁定和解锁它，但不能锁定和解锁它，即使我非常确定在第二个线程试图锁定它时不应该锁定unique_lock。

FWIW我在Linux中使用gcc 4.8.1 -std = gnu ++ 11。

我在condition_variable，unique_lock和mutex周围编写了一个包装类，所以我的代码中没有其他内容可以直接访问它们。注意使用std :: defer_lock，我已经陷入了陷阱： - ）。

class Cond {
private:
    std::condition_variable cCond;
    std::mutex cMutex;
    std::unique_lock<std::mutex> cULock;
public:
    Cond() : cULock(cMutex, std::defer_lock)
    {}

    void wait()
    {
        std::ostringstream id;
        id << std::this_thread::get_id();
        H_LOG_D("Cond %p waiting in thread %s", this, id.str().c_str());
        cCond.wait(cULock);
        H_LOG_D("Cond %p woke up in thread %s", this, id.str().c_str());
    }

    // Returns false on timeout
    bool waitTimeout(unsigned int ms)
    {
        std::ostringstream id;
        id << std::this_thread::get_id();
        H_LOG_D("Cond %p waiting (timed) in thread %s", this, id.str().c_str());
        bool result = cCond.wait_for(cULock, std::chrono::milliseconds(ms))
                == std::cv_status::no_timeout;
        H_LOG_D("Cond %p woke up in thread %s", this, id.str().c_str());
        return result;
    }

    void notify()
    {
        cCond.notify_one();
    }

    void notifyAll()
    {
        cCond.notify_all();
    }

    void lock()
    {
        std::ostringstream id;
        id << std::this_thread::get_id();
        H_LOG_D("Locking Cond %p in thread %s", this, id.str().c_str());
        cULock.lock();
    }

    void release()
    {
        std::ostringstream id;
        id << std::this_thread::get_id();
        H_LOG_D("Releasing Cond %p in thread %s", this, id.str().c_str());
        cULock.unlock();
    }
};

我的主线程创建一个RenderContext，它有一个与之关联的线程。从主线程的角度来看，它使用Cond来通知渲染线程执行操作，并且还可以在COnd上等待渲染线程完成该操作。渲染线程在Cond上等待主线程发送渲染请求，并使用相同的Cond告诉主线程它在必要时完成了一个动作。当渲染线程试图锁定Cond以检查/等待渲染请求时，我会得到错误，此时它根本不应该被锁定（因为主线程在等待它），更不用说了相同的线程。这是输出：

DEBUG: Created window
DEBUG: OpenGL 3.0 Mesa 9.1.4, GLSL 1.30
DEBUG: setScreen locking from thread 140564696819520
DEBUG: Locking Cond 0x13ec1e0 in thread 140564696819520
DEBUG: Releasing Cond 0x13ec1e0 in thread 140564696819520
DEBUG: Entering GLFW main loop
DEBUG: requestRender locking from thread 140564696819520
DEBUG: Locking Cond 0x13ec1e0 in thread 140564696819520
DEBUG: requestRender waiting
DEBUG: Cond 0x13ec1e0 waiting in thread 140564696819520
DEBUG: Running thread 'RenderThread' with id 140564575180544
DEBUG: render thread::run locking from thread 140564575180544
DEBUG: Locking Cond 0x13ec1e0 in thread 140564575180544
terminate called after throwing an instance of 'std::system_error'
  what():  Resource deadlock avoided

老实说，我并不真正了解unique_lock的用途以及为什么condition_variable需要一个而不是直接使用互斥锁，所以这可能是导致问题的原因。我在网上找不到合适的解释。

Answer 1

前言：条件变量要理解的一件重要事情是它们可能会受到随机，虚假的唤醒。换句话说，如果没有人首先调用wait()，则CV可以退出notify_*()。不幸的是，没有办法区分这种假的唤醒与合法的唤醒，因此唯一的解决方案是拥有一个额外的资源（至少是一个布尔值），以便你可以判断是否真的满足了唤醒条件。 / p>

此附加资源也应该由互斥锁保护，通常与您作为CV的伴侣一样使用。

CV /互斥对的典型用法如下：

std::mutex mutex;
std::condition_variable cv;
Resource resource;

void produce() {
    // note how the lock only protects the resource, not the notify() call
    // in practice this makes little difference, you just get to release the
    // lock a bit earlier which slightly improves concurrency
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex); // use the lightweight lock_guard
        make_ready(resource);
    }
    // the point is: notify_*() don't require a locked mutex
    cv.notify_one(); // or notify_all()
}

void consume() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
    while (!is_ready(resource))
        cv.wait(lock);
    // note how the lock still protects the resource, in order to exclude other threads
    use(resource);
}

与您的代码相比，请注意多个线程如何同时调用produce()/consume()而不必担心共享unique_lock：唯一的共享内容是mutex/cv/resource，每个线程都有自己的unique_lock如果互斥锁已被其他东西锁定，那么强制线程等待它。

正如您所看到的，资源无法真正与CV /互斥体分离，这就是为什么我在评论中说你的包装类不适合恕我直言，因为它确实试图将它们分开。

通常的做法是不要像你想的那样为CV /互斥对创建一个包装器，而是为整个CV /互斥/资源三重奏创建。例如。一个线程安全的消息队列，消费者线程将在CV上等待，直到队列准备好消息消息。

如果确实想要只包装CV /互斥锁对，那么你应该摆脱不安全的lock()/release()方法（从RAII的角度来看）并将其替换为返回lock()的单unique_ptr方法：

std::unique_ptr<std::mutex> lock() { return std::unique_ptr<std::mutex>(cMutex); }

通过这种方式，您可以使用Cond包装器类，其方式与上面显示的相同：

Cond cond; Resource resource; void produce() { { auto lock = cond.lock(); make_ready(resource); } cond.notify(); // or notifyAll() } void consume() { auto lock = cond.lock(); while (!is_ready(resource)) cond.wait(lock); use(resource); }

但老实说，我不确定这是值得的：如果你想使用recursive_mutex而不是普通mutex怎么办？好吧，你必须从你的类中创建一个模板，这样你就可以选择互斥类型（或者一共编写第二个类，yay代码重复）。无论如何，你不会获得太多收益，因为你仍然需要编写几乎相同的代码来管理资源。仅适用于CV /互斥体对的包装器类太薄了包装器才真正有用恕我直言。但像往常一样，YMMV。

锁定C ++ 11 std :: unique_lock会导致死锁异常

1 个答案: