Question

我遇到了pthreads的问题，我认为我遇到了僵局。我创建了一个我认为正在工作的阻塞队列，但在做了一些测试之后我发现如果我尝试取消阻塞在blocking_queue上的多个线程，我似乎陷入了僵局。

阻塞队列非常简单，如下所示：

template <class T> class Blocking_Queue
{
public:
    Blocking_Queue()
    {
        pthread_mutex_init(&_lock, NULL);
        pthread_cond_init(&_cond, NULL);
    }

    ~Blocking_Queue()
    {
        pthread_mutex_destroy(&_lock);
        pthread_cond_destroy(&_cond);
    }

    void put(T t)
    {
        pthread_mutex_lock(&_lock);
        _queue.push(t);
        pthread_cond_signal(&_cond);
        pthread_mutex_unlock(&_lock);
    }

     T pull()
     {
        pthread_mutex_lock(&_lock);
        while(_queue.empty())
        {
            pthread_cond_wait(&_cond, &_lock);
        }

        T t = _queue.front();
        _queue.pop();

        pthread_mutex_unlock(&_lock);

        return t;
     }

priavte:
    std::queue<T> _queue;
    pthread_cond_t _cond;
    pthread_mutex_t _lock;
}

为了进行测试，我创建了4个线程来拉动这个阻塞队列。我向阻塞队列添加了一些print语句，每个线程都进入pthread_cond_wait（）方法。但是，当我尝试在每个线程上调用pthread_cancel（）和pthread_join（）时，程序就会挂起。

我还用一个线程对它进行了测试，它完美无缺。

根据文档，pthread_cond_wait（）是一个取消点，因此在这些线程上调用cancel会导致它们停止执行（这只适用于1个线程）。但是pthread_mutex_lock不是取消点。可能会在调用pthread_cancel（）时发生某些事情，取消的线程在终止之前获取互斥锁并且不解锁它，然后当下一个线程被取消时它无法获取互斥锁和死锁？或者还有别的我做错了。

任何建议都很可爱。谢谢:)）

Answer 1

pthread_cancel()最好避免使用。

您可以通过从那里抛出异常来解除阻塞Blocking_Queue :: pull（）上阻止的所有线程。

队列中的一个弱点是T t = _queue.front();调用可能引发异常的T的复制构造函数，使得队列互斥锁永久锁定。更好地使用C ++范围的锁。

以下是优雅线程终止的示例：

$ cat test.cc
#include <boost/thread/mutex.hpp>
#include <boost/thread/thread.hpp>
#include <boost/thread/condition_variable.hpp>
#include <exception>
#include <list>
#include <stdio.h>

struct BlockingQueueTerminate
    : std::exception
{};

template<class T>
class BlockingQueue
{
private:
    boost::mutex mtx_;
    boost::condition_variable cnd_;
    std::list<T> q_;
    unsigned blocked_;
    bool stop_;

public:
    BlockingQueue()
        : blocked_()
        , stop_()
    {}

    ~BlockingQueue()
    {
        this->stop(true);
    }

    void stop(bool wait)
    {
        // tell threads blocked on BlockingQueue::pull() to leave
        boost::mutex::scoped_lock lock(mtx_);
        stop_ = true;
        cnd_.notify_all();

        if(wait) // wait till all threads blocked on the queue leave BlockingQueue::pull()
            while(blocked_)
                cnd_.wait(lock);
    }

    void put(T t)
    {
        boost::mutex::scoped_lock lock(mtx_);
        q_.push_back(t);
        cnd_.notify_one();
    }

    T pull()
    {
        boost::mutex::scoped_lock lock(mtx_);

        ++blocked_;
        while(!stop_ && q_.empty())
            cnd_.wait(lock);
        --blocked_;

        if(stop_) {
            cnd_.notify_all(); // tell stop() this thread has left
            throw BlockingQueueTerminate();
        }

        T front = q_.front();
        q_.pop_front();
        return front;
    }
};

void sleep_ms(unsigned ms)
{
    // i am using old boost
    boost::thread::sleep(boost::get_system_time() + boost::posix_time::milliseconds(ms));
    // with latest one you can do this
    //boost::thread::sleep(boost::posix_time::milliseconds(10));
}

void thread(int n, BlockingQueue<int>* q)
try
{
    for(;;) {
        int m = q->pull();
        printf("thread %u: pulled %d\n", n, m);
        sleep_ms(10);
    }
}
catch(BlockingQueueTerminate&)
{
    printf("thread %u: finished\n", n);
}

int main()
{
    BlockingQueue<int> q;

    // create two threads
    boost::thread_group tg;
    tg.create_thread(boost::bind(thread, 1, &q));
    tg.create_thread(boost::bind(thread, 2, &q));
    for(int i = 1; i < 10; ++i)
        q.put(i);
    sleep_ms(100); // let the threads do something
    q.stop(false); // tell the threads to stop
    tg.join_all(); // wait till they stop
}

$ g++ -pthread -Wall -Wextra -o test -lboost_thread-mt test.cc

$ ./test
thread 2: pulled 1
thread 1: pulled 2
thread 1: pulled 3
thread 2: pulled 4
thread 1: pulled 5
thread 2: pulled 6
thread 1: pulled 7
thread 2: pulled 8
thread 1: pulled 9
thread 2: finished
thread 1: finished

Answer 2

我对pthread_cancel（）并不熟悉 - 我更喜欢合作终止。

pthread_cancel（）不会让你的互斥锁被锁定吗？我想你需要用取消处理程序进行清理。

Answer 3

我在pthread_cond_wait（）/ pthread_cancel（）方面有过类似的经历。由于某些原因，在线程返回后仍然存在锁定问题，并且无法解锁它，因为您必须在锁定的同一个线程中解锁。我在执行pthread_mutex_destroy（）时注意到了这些错误，因为我有一个生产者，单个消费者情况因此没有发生死锁。

pthread_cond_wait（）应该在返回时锁定互斥锁，这可能已经发生，但是由于我们强行取消了线程，最终的解锁没有通过。为了安全起见，我通常尽量避免使用pthread_cancel（），因为有些平台甚至不支持这一点。您可以使用volatile bool或atomics并检查线程是否应该关闭。这样，互斥体也会得到干净利落的处理。

C ++ pthread阻塞队列死锁（我认为）

3 个答案: