Question

以下代码是整数的缓冲区。我试图通过多个线程（让我们说3个线程：1个“消费者”和2个“生产者”）找到可能导致死锁的代码：

class OneBuf{
    Mutex m;
    CondVar cv;
    int buffer;
    bool full;

    void put (int data){
        m.lock();
        while(full) cv.wait(m);
        buffer = data;
        full = true;
        cv.signal();
        m.unlock();
    }

    int get(){
        int data;
        m.lock();
        while(!full) cv.wait(m);
        full = false;
        data = buffer;
        cv.signal();
        m.unlock();
        return data;
    }
    }

这是一个练习，我被要求给出一个导致死锁的3个线程（1个消费者和2个生产者）的例子。此外，练习声明如果我用cv.broadcast()（而不是cv.signal()）替换第12和22行，我可以避免任何死锁。我希望有所帮助。

Answer 1

我认为你应该写一些类似的东西：

try {
  mutex.acquire();
  try {
    // do something
  } finally {
    mutex.release();
  }
} catch(InterruptedException ie) {
  // ...
}

为了更准确地回答你的问题，我认为首先调用get（）方法时会发生死锁。因此，线程锁定互斥锁并进入无限循环（因为条件永远不会成立）。

Answer 2

好的，这解释了一些事情。我仍然无法看到如何解锁这段代码。如果我告诉我能做什么，也许会有所帮助。

通常需要

broadcast（），因为signal（）可能会错过一个线程，使其处于等待状态，直到另一个信号（）最终唤醒它。虽然技术上不是死锁（有时它可以自行解决），但最好避免这种情况。

假设full不是bool，而是int，它有三种状态：true（1），false（0）和dumpable（-1），并且你有第三种方法dump（）：

void dump (void){
    m.lock();
    while(full!=-1) cv.wait(m);
    cerr<<buffer<<endl;
    full = 1;
    cv.signal();
    m.unlock();
}

和put（）将full设置为1，但设置为-1（可转储）状态，以便执行的正常线性顺序为

buf.put(7);
buf.dump();
int val=buf.get();

然后假设多线程执行是这样的：

1）带有dump（）的线程进入，发现full为0，进入等待状态。

2）一个带get（）的线程进入，发现full为0，等待。

3）带有put（）的线程进入，设置值，将full设置为-1，发送信号，退出解锁互斥锁。

4）get（）赢得比赛，然后醒来。发现该值为-1而不是1，再次等待。它仍然解锁互斥锁，所以其他一些put（）会再次发送信号，也许现在dump（）会赢。或者可能不是。虽然不是僵局，但它很糟糕，并且很容易退化成几乎与真正的僵局无法区分的东西。

通过将signal（）更改为broadcast（）可以很容易地解决这个问题。如果put（）发送broadcast（），则在4）中唤醒get（）和dump（）。他们仍在比赛，但这一次他们争夺互斥体。 get（）仍然可以赢得比赛，但即使它确实如此，dump（）也不会再等待（），它会一直停止，直到互斥锁被解锁，即直到get（）检查完全！= 1然后去等待（）解锁互斥锁。所以broadcast（）确实修复了这个代码，每个现有的推杆都会找到一个转储器，最终会找到一个吸气剂。

这个例子是人为的，几乎是愚蠢的，但我希望它有助于说明通常的问题和解决方案。

回到您的代码，如果我们在等待池中同时获得getter和putter，则会发生这样的退出等待竞争。在这种情况下，get（）可以很容易地从另一个get（）的信号中唤醒，然后再次等待。信号将被遗漏，而丢失比赛的put（）可以无限期地保持等待状态，就像在我的例子中一样。

但是如果游泳池只包含吸气剂或推杆，我看不出信号（）是如何弄乱的：如果游泳池由吸气剂组成，任何其他吸气剂都会进入水池，任何推杆的信号都会找到一个醒来的吸气鬼。而我无法看到的是，吸气剂和推杆都可以用你的代码进入等待状态。即使比方说两个推杆竞争互斥锁，而两个吸气剂等待，赢家将唤醒一个吸气剂，这将保证继承其waker的互斥体。失败者推杆和从等待返回的吸气器之间没有比赛，等待的回归获胜。也许我想念一些东西。

这个源代码怎么能造成死锁？

2 个答案: