c++ - 解锁无主互斥体

Question

我创建了以下类，它提供了 acquire_lock() 和 release_lock() 函数

class LockableObject {

public:

    void acquire_lock() {
        std::unique_lock<std::mutex> local_lock(m_mutex);
        m_lock = std::move(local_lock);
    }

    void release_lock() {
        m_lock.unlock();
    }

private:

    std::mutex m_mutex;

    std::unique_lock<std::mutex> m_lock;
};

此类提供了acquire_lock和release_lock函数。我有多个线程访问同一个对象，并在执行任何操作之前调用 acquire_lock ，然后在完成后调用 release_lock ，如下所示。

void ThreadFunc(int ID, LockableObject* lckbleObj)
{
    for (int i = 0; i < 1000; i++)
    {
        lckbleObj->acquire_lock();
        std::cout << "Thread with ID = " << ID << "doing work" << std::endl;
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
        lckbleObj->release_lock();
    }
}



void main()
{
    const int numThreads = 10;
    std::thread workerThreads[numThreads];
    LockableObject *testObject = new LockableObject();

    for (int i = 0; i < numThreads; i++)
    {
        workerThreads[i] = std::thread(ThreadFunc, i, testObject);
    }

    for (int i = 0; i < numThreads; i++)
    {
        workerThreads[i].join();
    }
}

在 acquire_lock 函数中，我首先尝试使用本地堆栈 std::unique_lock 对象锁定底层互斥体 (m_mutex)在构造函数中传递它(m_mutex)。我假设一旦 std::unique_lock 的构造函数返回，它就锁定了互斥体，然后我将堆栈上的 unique_lock 移动到成员变量 m_lock。

这个程序在一些基本方面存在缺陷，在调用release_lock期间将导致“解锁无主互斥体”，我似乎错过了一些基本的东西std::unique_lock 我正在寻找有人来纠正我的理解。

Answer 1

请参阅我关于缺少 std::defer_lock 的评论在构造函数中。但您的代码中也存在竞争条件。

acquire_lock函数修改 m_lock在 m_mutex 的保护下互斥体。这样，为了保证线程安全，其他线程不能修改m_lock除非按住m_mutex .

但是release_lock函数修改m_lock当它释放该互斥体时。因此，您在 m_lock 上没有正确的同步。 .

这有点难以理解。这是问题代码:

    m_lock.unlock();

请注意，当输入此函数时，m_mutex被锁定，但在执行期间，它都修改 m_lock并发布m_mutex没有特别保证的顺序。但是m_mutex保护m_lock 。所以这是一个竞争条件并且是不允许的。

可以按如下方式修复:

void release_lock() {
    std::unique_lock<std::mutex> local_lock = std::move(m_lock);
    local_lock.unlock();
}

现在，第一行代码修改 m_lock但完全以 m_mutex 运行握住。这避免了竞争条件。

unlock如果需要，可以将其移除。 local_lock的析构函数会做的。

顺便说一句，我建议更改 API。与其提供锁定和解锁调用，不如有一种方法来创建一个拥有该对象锁的对象。您甚至可以使用std::unique_lock<LockableObject>如果你想。为什么要创建一个比标准提供的 API 更糟糕的新 API？