空的while循环不检查条件

Posted 2023-02-19

【中文标题】空的while循环不检查条件

【英文标题】：Empty while loop not checking condition

【发布时间】：2011-03-31 03:58:57

【问题描述】：

在一个多线程的 C++ 程序中，我在一个线程中运行的等效项：

while(obj->member)   // waiting for obj->member to be set to false in another thread

在另一个线程中，obj->member 设置为 false。然而，即使它设置为 false，循环也不会中断。如果我把它改成这样：

while(obj->member)  Sleep(1) 

当 obj->member 在另一个线程中设置为 false 时，它​​按预期工作并中断。 为什么会这样？

【问题讨论】：

请不要使用忙等待 - 了解条件变量或类似的同步原语。

什么？我不知道那是什么意思。

我将支持@Arkadiy 所说的内容（如果您不知道这意味着什么，则需要在编写更多多线程代码之前进行大量阅读）。除了繁忙的等待（这只是一种糟糕的形式）之外，您的代码也不是线程安全的。但是，考虑到您在在这种确切情况下所做的事情的简单性，我认为您不会在任何常见的 CPU 架构上遇到问题。

【参考方案1】：

尝试制作会员volatile。这将强制它在每次使用时从内存中获取，而不是从 CPU 寄存器中获取（这是编译器可能优化它的方式。）

【参考方案2】：

Obj 必须声明为 volatile。这告诉编译器它的值可能会被其他线程改变。

当您添加Sleep 时，编译器知道其他线程正在工作，并假定它可能会改变。

【讨论】：

编译器从volatile 关键字中知道，而不是Sleep 的存在。

也许吧，但我很怀疑。 Sleep 的存在没有理由表明进程中有其他线程。即使在单线程应用程序中，在紧密循环中添加Sleep 或其他一些让步操作也很常见。我认为 OP 的不屈不挠的循环更有可能只是让另一个线程饿死，以至于它永远无法设置标志。

【参考方案3】：

它起作用的事实大多是偶然的。如果你想可靠地做这样的事情，你只需要使用某种操作系统提供的 IPC 机制，可能使用Boost Interprocess（例如，互斥锁或信号量）来提供更便携的前端。

volatile，虽然经常被提出来作为此类问题的解决方案，但既没有必要也不够充分。它可能会损害性能（很多），但仍然不足以使线程正常工作。如果您正在为 .NET 编程，Microsoft已经定义了它的 volatile 版本以提供（至少某种程度的）线程安全。否则（在真正的 C 或 C++ 中），它几乎没有实际用途，并且可能造成相当大的危害。

我还应该提到，这是一个漫长的方式，从第一次犯这个错误开始。很久以前，不亚于 Andre Alexandrescu 的权威在 Doctor Dobbs 上写了一篇关于使用volatile 进行线程的相当重要的文章。他已经意识到自己错了，但是（在很大程度上）损害已经造成——尤其是因为volatile 非常接近于做正确的事情，以至于很容易将其误认为是正确/有用的线程.

【参考方案4】：

更好的方法是使用事件而不是布尔值。对于一个事件，你可以在不使用任何 CPU 的情况下等待它，并且你不必休眠或使用 volitile。

【参考方案5】：

也许您的线程库在创建线程时制作了对象的副本，并且除非声明为静态成员，否则该成员实际上并未在线程之间共享。