这段代码说明了互斥锁正在两个线程之间共享,但是thread_mutex
周围的作用域块发生了一些奇怪的事情。
(我在another question中有此代码的变体,但这似乎是第二个谜。)
#include <thread>
#include <mutex>
#include <iostream>
#include <unistd.h>
int main ()
{
std::mutex m;
std::thread t ([&] ()
{
while (true)
{
{
std::lock_guard <std::mutex> thread_lock (m);
usleep (10*1000); // or whatever
}
std::cerr << "#";
std::cerr.flush ();
}
});
while (true)
{
std::lock_guard <std::mutex> main_lock (m);
std::cerr << ".";
std::cerr.flush ();
}
}
实际上,这基本上是可行的,但是从理论上讲,不需要在
thread_lock
周围定义作用域。但是,如果您将其注释掉...#include <thread>
#include <mutex>
#include <iostream>
#include <unistd.h>
int main ()
{
std::mutex m;
std::thread t ([&] ()
{
while (true)
{
// {
std::lock_guard <std::mutex> thread_lock (m);
usleep (10*1000); // or whatever
// }
std::cerr << "#";
std::cerr.flush ();
}
});
while (true)
{
std::lock_guard <std::mutex> main_lock (m);
std::cerr << ".";
std::cerr.flush ();
}
}
输出是这样的:
........########################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################
即似乎
thread_lock
从不产生main_lock
。如果除去了冗余作用域块,为什么
thread_lock
总是获得锁定而main_lock
总是等待? 最佳答案
我在Linux上使用pthreads在带有GCC(7.3.0)的Linux上测试了您的代码(已删除块作用域),并得到了与您相似的结果。主线程很饿,尽管如果我等待足够长的时间,我偶尔会看到主线程做了一些工作。
但是,我在Windows上使用MSVC(19.15)运行了相同的代码,并且没有线程出现饥饿。
看来您使用的是posix,所以我猜您的标准库在后端使用了pthreads吗? (即使使用C++ 11,我也必须链接pthread。)Pthread互斥体不能保证公平。但这只是故事的一半。您的输出似乎与usleep
调用有关。
如果我取出usleep
,我会看到公平(Linux):
// fair again
while (true)
{
std::lock_guard <std::mutex> thread_lock (m);
std::cerr << "#";
std::cerr.flush ();
}
我的猜测是,由于在保持互斥锁的状态下睡了很长时间,实际上可以保证主线程将是,因为blocked可以是。想象一下,起初主线程可能会尝试旋转,以期希望互斥锁将很快可用。一段时间后,它可能会被放入等待列表中。
在辅助线程中,
lock_guard
对象在循环结束时被破坏,因此互斥体被释放。它将唤醒主线程,但是它将立即构造一个新的lock_guard
,再次锁定互斥锁。主线程不太可能捕获互斥锁,因为它是已调度的。因此,除非在此小窗口中发生上下文切换,否则辅助线程可能会再次获取互斥体。在带有作用域块的代码中,辅助线程中的互斥锁在IO调用之前被释放。在屏幕上打印需要很长时间,因此主线程有很多时间来捕获互斥量。
正如@Ted Lyngmo在他的回答中所说,如果在
lock_guard
创建之前添加 sleep ,那么饥饿的可能性就会大大降低。 while (true)
{
usleep (1);
std::lock_guard <std::mutex> thread_lock (m);
usleep (10*1000);
std::cerr << "#";
std::cerr.flush ();
}
我也尝试使用yield,但是我需要5+来使它更公平,这使我相信实际的库实现细节,OS调度程序以及缓存和内存子系统效果还有其他细微差别。
顺便说一句,谢谢你的提问。测试和玩起来真的很容易。
关于c++ - 为什么多余的额外作用域块会影响std::lock_guard行为?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题:https://stackoverflow.com/questions/53068844/