学习互斥锁和线程 - 关于竞争条件的问题

Posted 2023-02-22

【中文标题】学习互斥锁和线程 - 关于竞争条件的问题

【英文标题】：Learning about mutexes and threads - Question regarding race conditions

【发布时间】：2020-05-05 23:25:26

【问题描述】：

我正在自学一些关于并发编程的知识，特别是在 C++ 中使用互斥锁和线程。我写了以下小例子：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
// #include <chrono>

std::mutex M1,M2;

void task_one () 
    std::cout << "AAAA!\n";
    M1.lock();
    // std::cout << "M1 locked in A\n";
    M2.lock();
    // std::cout << "M2 locked in A\n";
    std::cout << "BBBB!\n";
    M2.unlock();
    // std::cout << "M2 unlocked in A\n";
    M1.unlock();
    // std::cout << "M2 unlocked in A\n";


void task_two () 
    std::cout << "CCCC!\n";
    M2.lock();
    // std::cout << "M2 locked in B\n";
    M1.lock();
    // std::cout << "M1 locked in B\n";
    std::cout << "DDDD!\n";
    // M1.unlock();
    // std::cout << "M1 unlocked in B\n";
    M2.unlock();
    // std::cout << "M2 unlocked in B\n";


int main () 
    std::thread th1 (task_one);
    std::thread th2 (task_two);
    th1.join();
    th2.join();

    // th1.detach();
    // th2.detach();
    // std::chrono::milliseconds timespan(10);
    // std::this_thread::sleep_for(timespan);
    return 0;

我希望这段代码能打印出来

AAAA!
CCCC!

然后在task_one 尝试获取 M2 上的锁时出现死锁（因为task_two 已经获取了该锁）。 但是，它会打印

AAAA!
BBBB!
CCCC!
DDDD!

为什么没有死锁？另外，这是竞争条件的一个例子，还是这段代码是线程安全的？我认为存在竞争条件，因为如果 task_one 可以在 task_two 之前获得 M2 上的锁，那么一切都会执行（也就是说，task_one 将完成，然后允许 task_two 开始）。但是，我运行了很多次，结果相同。另外，如果我关于锁和线程的措辞不正确，请纠正我。

【参考方案1】：

仅仅因为死锁可以发生（正如在发布的代码中确实可以），并不意味着它总是会发生。

在您的情况下，task_one 恰好在 task_two 开始之前运行完成。

多线程就是这样：很滑。

【讨论】：

那么如果我对竞态条件的定义（执行顺序影响最终输出）是正确的，那么这段代码就表现出竞态条件？