Question

我试图在linux上使用强大的互斥锁来保护进程之间的资源，似乎在某些情况下它们不会以“健壮”的方式运行。通过“健壮”的方式，我的意思是如果拥有锁的进程已经终止，pthread_mutex_lock应该返回EOWNERDEAD。

以下是不起作用的情况：

2处理p1和p2。 p1创建健壮的互斥锁并等待它（在用户输入之后）。 p2有2个线程：线程1映射到互斥锁并获取它。线程2（在线程1获取互斥锁之后）也映射到相同的互斥锁并等待它（因为线程1现在拥有它）。另请注意，p2-thread1已经获取后，p1开始等待互斥锁。

现在，如果我们终止p2，p1永远不会解除阻塞（意味着它的pthread_mutex_lock永远不会返回），这与所谓的“健壮性”相反，其中p1应该以EOWNERDEAD错误解除阻塞。

以下是代码：

p1.cpp：

    #include <sys/types.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>

struct MyMtx {
    pthread_mutex_t m;
};

int main(int argc, char **argv)
{
    int r;

    pthread_mutexattr_t ma;
    pthread_mutexattr_init(&ma);
    pthread_mutexattr_setpshared(&ma, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
    pthread_mutexattr_setrobust_np(&ma, PTHREAD_MUTEX_ROBUST_NP);

    int fd = shm_open("/test_mtx_p", O_RDWR|O_CREAT, 0666);
    ftruncate(fd, sizeof(MyMtx));

    MyMtx *m = (MyMtx *)mmap(NULL, sizeof(MyMtx),
        PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,fd, 0);
    //close (fd);

    pthread_mutex_init(&m->m, &ma);

    puts("Press Enter to lock mutex");
    fgetc(stdin);

    puts("locking...");
    r = pthread_mutex_lock(&m->m);
    printf("pthread_mutex_lock returned %d\n", r);

    puts("Press Enter to unlock");
    fgetc(stdin);
    r = pthread_mutex_unlock(&m->m);
    printf("pthread_mutex_unlock returned %d\n", r);

    puts("Before pthread_mutex_destroy");
    r = pthread_mutex_destroy(&m->m);
    printf("After pthread_mutex_destroy, r=%d\n", r);

    munmap(m, sizeof(MyMtx));
    shm_unlink("/test_mtx_p");

    return 0;
}

p2.cpp：

    #include <sys/types.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>

struct MyMtx {
    pthread_mutex_t m;
};

static void *threadFunc(void *arg)
{
    int fd = shm_open("/test_mtx_p", O_RDWR|O_CREAT, 0666);
    ftruncate(fd, sizeof(MyMtx));

    MyMtx *m = (MyMtx *)mmap(NULL, sizeof(MyMtx),
        PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,fd, 0);
    sleep(2); //to let the first thread lock the mutex
    puts("Locking from another thread");
    int r = 0;
    r = pthread_mutex_lock(&m->m);
    printf("locked from another thread r=%d\n", r);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int r;
    int fd = shm_open("/test_mtx_p", O_RDWR|O_CREAT, 0666);
    ftruncate(fd, sizeof(MyMtx));

    MyMtx *m = (MyMtx *)mmap(NULL, sizeof(MyMtx),
        PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,fd, 0);
    //close (fd);

    pthread_t tid;
    pthread_create(&tid, NULL, threadFunc, NULL);

    puts("locking");
    r = pthread_mutex_lock(&m->m);
    printf("pthread_mutex_lock returned %d\n", r);

    puts("Press Enter to terminate");
    fgetc(stdin);

    kill(getpid(), 9);
    return 0;
}

首先，运行p1，然后运行p2并等待它打印“从另一个线程锁定”。在p1的shell上按Enter键锁定互斥锁，然后在p2的shell上按Enter键终止p2，或者你可以用其它方式杀掉它。您将看到p1打印“锁定...”并且pthread_mutex_lock永远不会返回。

问题实际上并不是一直发生，看起来它取决于时间。如果你在p1开始锁定之后和终止p2之前经过一段时间，那么有时候它会工作并且p2的pthread_mutex_lock返回130（EOWNERDEAD）。但是如果你在p1开始等待互斥锁之后或者很短的时间内终止p2，那么p1将永远不会解锁。

还有其他人遇到过同样的问题吗？

Answer 1

在Linux Kernel 2.6.32及更新版本上使用glibc版本：2.11.1验证了行为。

我的第一个发现：Iff你在p1之前点击了输入＆＃34;从另一个线程锁定＆＃34;在p2（2s内）中，健壮的互斥体可以正常工作。正如人们所料。结论：等待线程的顺序很重要。

第一个等待的线程被唤醒了。不幸的是，在那时，p2中的线程被杀死了。

有关问题的说明，请参阅https://lkml.org/lkml/2013/9/27/338。

我不知道是否有内核修补程序/补丁。甚至不知道它是否被认为是一个bug。

对于整个混乱，似乎有一种解决方法。使用健壮的互斥锁与PTHREAD_PRIO_INHERIT：

pthread_mutexattr_setprotocol(&ma, PTHREAD_PRIO_INHERIT);

内核（futex.c）而不是 handle_futex_death（） exit_pi_state_list（）中的其他一些机制确实可以处理其他互斥服务器的唤醒。它似乎解决了这个问题。

Answer 2

尝试简化您的问题。似乎你的问题是在运行序列总是考虑最坏的情况：即使你跑A然后B，B仍然可以在A刚开始跑的时候完成。如有必要，添加互斥锁控件以下是A（生产者）和B（消费者）的简单示例：

        Main:
            Call A

        A:
            Lock
            Call B
            Produce
            Unlock

        B:
            Lock
            Consume
            Unlock

有强大的互斥量的bug

2 个答案: