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C++11多线程编程(八)——死锁问题

发布时间:2021-01-07 14:00:41 浏览次数:2230

一、死锁现象

看到“死锁”二字,你是不是慌得不知所措。死锁,顾名思义就是这个锁死掉了,再也动不了了。那死锁是怎么产生的呢?当你对某个资源上锁后,却迟迟没有释放或者根本就无法释放,导致别的线程无法获得该资源的访问权限,进而程序无法运行下去,有点像是阻塞的现象。但是阻塞是一种正常现象,而死锁可以说是一种bug,必须要处理。

C++11多线程编程(八)——死锁问题

那么我现在就举个死锁的例子,来分析分析。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
using namespace std;
 
mutex mt1;
mutex mt2;
void thread1()
{
    cout << "thread1 begin" << endl;
    lock_guard<mutex> guard1(mt1);
    this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
    lock_guard<mutex> guard2(mt2);
    cout << "hello thread1" << endl;
}
void thread2()
{
    cout << "thread2 begin" << endl;
    lock_guard<mutex> guard1(mt2);
    this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
    lock_guard<mutex> guard2(mt1);
    cout << "hello thread2" << endl;
}
 
int main()
{
    thread t1(thread1);
    thread t2(thread2);
    t1.join();
    t2.join();
    cout << "thread end" << endl;
    return 0;
}

二、死锁分析

因为程序运行的是非常快的,所以为了产生死锁现象,我们各自休眠了1秒。

运行以上程序可以发现,程序在输出完“thread1 beginthread2 begin”后,就卡在那里,程序运行可能发生了以下这种情况:

thread1              thread2
mt1.lock()           mt2.lock()
//死锁               //死锁
mt2.lock()           mt1.lock()

thread1中的mt2在等待着thread2的mt2释放锁,而thead2中mt1却也在等待着thread1的mt1释放锁,互相都在等待着对方释放锁,进而产生了死锁。必须强调的是,这是一种bug,必须避免。那么如何避免这种情况呢?

三、死锁解决

1、每次都先锁同一个锁

比如像上面thread1和thread2线程,我们每次都先锁mt1,再锁mt2,就不会发生死锁现象。

2、给锁定义一个层次的属性,每次按层次由高到低的顺序上锁,这个原理也是每次都先锁同一个锁。

C++标准库中提供了std::lock()函数,能够保证将多个互斥锁同时上锁。

std::lock(mt1, mt2);

那么既然在最前面就已经上锁了,后面就不需要上锁了,而C++标准库并没有提供std::unlock()的用法,所以还是需要用到lock_guard,但是需要修改一点。加个std::adopt_lock就可以了。

lock_guard<mutex> guard1(mt1, adopt_lock);
lock_guard<mutex> guard2(mt2, adopt_lock);

这个表示构造函数的时候不要给我上锁,到析构的时候你要记得给我解锁。

这个就是死锁的一些解决方法,同时大家一定要记得尽量不要一段定义域内多次使用互斥锁,如果不可避免的要使用,一定要记得给锁定义顺序,或者使用要使用std::lock()上锁。

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