Question

我试图在编写多个线程时更好地理解控制内存顺序。我过去经常使用互斥锁来序列化变量访问，但我试图避免那些可能提高性能的东西。

我有一个指针队列，可能被许多线程填充并被许多线程占用。它可以在单个线程中正常工作，但在使用多个线程运行时会崩溃。看起来消费者可能会获得指针的重复，导致它们被释放两次。这有点难以分辨，因为当我输入任何打印语句时，它运行良好而不会崩溃。

首先，我使用预先分配的向量来保存指针。我保留3个原子索引变量来跟踪向量中需要处理的元素。值得注意的是，我尝试使用_queue类型，其中元素本身是原子的，似乎没有帮助。这是更简单的版本：

std::atomic<uint32_t> iread;
std::atomic<uint32_t> iwrite;
std::atomic<uint32_t> iend;
std::vector<JEvent*> _queue;

// Write to _queue (may be thread 1,2,3,...)
while(!_done){
    uint32_t idx = iwrite.load();
    uint32_t inext = (idx+1)%_queue.size();
    if( inext == iread.load() ) return kQUEUE_FULL;
    if( iwrite.compare_exchange_weak(idx, inext) ){
        _queue[idx] = jevent; // jevent is JEvent* passed into this method
        while( !_done ){
            if( iend.compare_exchange_weak(idx, inext) ) break;
        }
        break;
    }
}

来自同一个班级

// Read from _queue (may be thread 1,2,3,...)
while(!_done){
    uint32_t idx = iread.load();
    if(idx == iend.load()) return NULL;
    JEvent *Event = _queue[idx];
    uint32_t inext = (idx+1)%_queue.size();
    if( iread.compare_exchange_weak(idx, inext) ){
        _nevents_processed++;
        return Event;
    }
}

我应该强调，我真的很有兴趣了解为什么这不起作用。实现一些其他预先制作的包会让我解决这个问题，但不会帮助我避免再次犯同样的错误。

更新我认为Alexandr Konovalov的回答是正确的（请参阅我在下面的回答中的评论）。如果有人遇到此页面，则会更正＆＃34;写入＆＃34;部分是：

std::atomic<uint32_t> iread;
std::atomic<uint32_t> iwrite;
std::atomic<uint32_t> iend;
std::vector<JEvent*> _queue;

// Write to _queue (may be thread 1,2,3,...)
while(!_done){
    uint32_t idx = iwrite.load();
    uint32_t inext = (idx+1)%_queue.size();
    if( inext == iread.load() ) return kQUEUE_FULL;
    if( iwrite.compare_exchange_weak(idx, inext) ){
        _queue[idx] = jevent; // jevent is JEvent* passed into this method
        uint32_t save_idx = idx;
        while( !_done ){
            if( iend.compare_exchange_weak(idx, inext) ) break;
            idx = save_idx;
        }
        break;
    }
}

Answer 1

对我来说，当有2位作家和1位读者时，可能会出现一个问题。假设第一个作者在

之前停止

 _queue[0] = jevent;

和第二个写入器通过iend发出信号，表明其_queue [1]已准备好被读取。然后，读者通过iend看到_queue [0]已准备好被读取，所以我们有数据竞争。

我建议您尝试Relacy Race Detector，它非常适用于此类分析。

C ++无锁队列崩溃多线程

1 个答案: