Pthread 超时

Posted 2023-02-22

【中文标题】Pthread 超时

【英文标题】：Pthread timeout

【发布时间】：2012-07-18 12:46:16

【问题描述】：

我想做的就是启动一个线程，看看它是否在一定时间内完成。

操作系统：Linux；语言：C++。

我不想使用不可移植的功能（如this answer 中的建议）。

除了使用互斥锁和 条件变量（建议here）？两个线程之间没有共享数据，所以从技术上讲我不需要互斥锁。 我想要的只是，对于启动线程的函数，如果

线程已完成或

过了一段时间。

...并尽可能保持代码简单。

【问题讨论】：

我强烈推荐 boost 线程库，或者如果你有一个支持它们的编译器，C++11 中有一些并发特性。为此，您需要多精确的时间？分析可能是要走的路。

条件变量、布尔标志和互斥体有什么问题？

sam：谢谢，我会阅读更多内容。 @Torsten：我想让它尽可能简单，对于这样一个简单的事实来说似乎太过分了。只是觉得我应该问。但是，作为最后的手段，我会谈到这一点。

【参考方案1】：

如果你想使用 boost::thread，“通常”的 bool 标志、条件变量、互斥锁方法很简单：

bool ready = false;
boost::mutex              mutex;
boost::condition_variable cv;

// function to be executed by your thread
void foo() 

    // lengthy calculation
    boost::mutex::scoped_lock lock( mutex );
    ready = true;
    cv.notify_one();


// will return, if the thread stopped
bool wait_for_foo( time_point abs_time )

    boost::mutex::scoped_lock lock( mutex );

    while ( !ready && cv.wait_until( lock, abs_time ) != cv_status::no_timeout )
      ;

    return ready;

好吧，这并不比使用 posix 简单得多；-)

【讨论】：

是的，Nicolai 的解决方案与条件变量的组合，以避免轮询和旋转。不过，我会将它与 posix 一起使用，因为代码稍后将被移植到 linux arm。 （一个互斥体，一个条件变量和一个布尔值，只是为了等待一个线程完成......但这似乎是最好的方法）

wait_until 不返回 bool，并且需要 time_point 而不是持续时间。我想你的意思是while (!ready && cv.wait_until(lock, abstime) != cv_status::timeout)

准备一个“简单”的布尔类型不是很危险吗？ IMO 您应该在之前添加“volatile”，否则编译器可能会进行值优化，并且在发布代码下您可能会得到不同的行为，对吧？

@zodi volatile 通常与线程无关。如果您有一个编译器/库对，可以让您编写多线程软件，您就可以保证这对像文档中描述的那样工作。

哦，但它在线程方面做了很多 - 来自 msdn 的信息：“volatile 关键字是一个类型限定符，用于声明对象可以在程序中被操作系统、硬件等修改, 或并发执行的线程。(...) Microsoft 特定 - 声明为 volatile 的对象不会在某些优化中使用，因为它们的值可以随时更改。系统总是在它所在的点读取 volatile 对象的当前值请求，即使先前的指令要求来自同一对象的值。"

【参考方案2】：

您可以创建计时器线程，一旦计时器到达timeout，就取消该线程。不需要mutex.code就像：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

#define TIMEOUT 1*60 //in secend
int count = 0;
pthread_t t_main;   //Thread id for main thread
void * timer_thread()

    while (TIMEOUT > count)
    
        sleep(1);  //sleep for a secand
        count++;
    
    printf("killinn main thread\n");
    pthread_cancel(t_main); // cancel main thread


void * m_thread()

    pthread_t t_timer; //Thread id for timer thread
    if (-1 == pthread_create(&t_timer, NULL, timer_thread, NULL))
    
        perror("pthread_create");
        return NULL;
    
    //DO your work...
    while(1)
    
        sleep(2);
    


int main()

        if ( -1 == pthread_create(&t_main, NULL, m_thread, NULL))
    
        perror("pthread_create");
        return -1;
    
    if (-1 == pthread_join(t_main, NULL))
    
        perror("pthread_join");
        return -1;
    
    return 0;

【参考方案3】：

你甚至不需要条件变量，你可以让另一个线程在进入时锁定一个互斥锁并在它完成时解锁它，并让启动线程使用pthread_mutex_timedlock（在旧版本的 POSIX 中是可选的，需要在 POSIX 2008 中）尝试获取互斥锁，如果其他线程尚未完成则超时。

【讨论】：

如何确保启动的线程在等待线程之前获取互斥锁？

唯一的问题是，如果另一个线程在第一个线程检查它之前没有锁定互斥锁，它根本不会等待......所以我尝试在启动线程之前锁定它，但之后它会尝试再次锁定它（timedlock），这是不行的，因为它已经被同一个线程锁定了......我希望我写得足够清楚......

添加一个初始化为false的简单布尔值，并让第二个线程在启动时将其翻转为true（当已经持有互斥锁时）。然后主线程将围绕pthread_mutex_timedlock 循环，释放互斥体并在该布尔值仍然为false 时重试。

这可能非常无效，因为您必须轮询，其次，互斥锁通常在设计时考虑到快速路径。在多处理器机器上，在等待线程被阻塞之前可能会有一些旋转。

是的，不得不承认你对 UP 机器的看法是正确的。继续忘记那些东西的存在:)