防止 C++ 中的交错

Posted 2023-02-22

【中文标题】防止 C++ 中的交错

【英文标题】：Preventing interleaving in C++

【发布时间】：2014-08-18 18:25:43

【问题描述】：

考虑以下示例类，它允许一个线程等待来自另一个线程的信号。

class Sync

    std::mutex mtx, access;
    std::condition_variable cv;
    bool waiting;

public:
    Sync()
        : waiting(false)
    
    
    Sync(const Sync&);
    ~Sync()
    
        sendSignal();
    

    void waitForSignal()
    
        access.lock();
        if (!waiting)
        
            std::unique_lock<std::mutex> lck (mtx);
            waiting = true;
            access.unlock();

            // in the time between these two statements, 'sendSignal()' acquires 
            // the lock and calls 'cv.notify_all()', thus the signal was missed. 

            cv.wait(lck);
        
        else
            access.unlock();
    
    void sendSignal()
    
        access.lock();
        if (waiting)
        
            std::unique_lock<std::mutex> lck (mtx);
            cv.notify_all();
            waiting = false;
        
        access.unlock();
    
;

我遇到的问题是，在解锁“access”互斥锁和在 condition_variable 上调用“wait()”之间的时间间隔内，有时会因为交错而丢失信号。我怎样才能防止这种情况发生？

【问题讨论】：

看起来你需要一个条件变量。

我正在使用条件变量。

关键区域的堆栈溢出可能会有所帮助。 ***.com/questions/4434050/…

@MadisonBrown 这个answer 提供了一个使用条件变量的信号量代理的合理实现。我认为 boost 的东西可以很容易地映射到适当的 c++11 特性。

您通常不想等待来自另一个线程的“信号”或任何其他瞬时事件——正是因为这样的事件很容易被错过。相反，您希望等待某些条件变为真（例如“数据可供读取”）。你检查条件，只有当它是假的时候才等待。然后，来自另一个线程的信号只是让您醒来并再次检查条件的一种手段。条件变量巧妙地封装了这种模式。

【参考方案1】：

您可能应该只有一个互斥锁。我不明白您为什么需要访问权限。使用 mtx 保护 waiting 变量和条件变量。

类同步 std::mutex mtx; std::condition_variable 简历； 布尔等待； 上市： 同步（） ：等待（假） 同步（常量同步&）； 〜同步（） 发送信号（）； 无效的等待信号（） std::unique_lock lck (mtx); 如果（！等待） 等待=真； cv.wait(lck); 无效的发送信号（） std::unique_lock lck (mtx); 如果（等待） cv.notify_all(); 等待=假； ;

waiting 变量和条件变量 state 绑定在一起，因此应将它们视为单个临界区。