c++ - 与 chrono::duration 一起使用时条件变量不会唤醒

Question

设置条件变量以等待 chrono::duration<float> 类型的持续时间导致条件变量没有醒来，而它用 chrono::duration<int> 很好地唤醒.

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <thread>
#include <chrono>

using namespace std;

void int_version()
{
   mutex my_mutex;
   unique_lock<mutex> my_lock(my_mutex);
   condition_variable my_cv;

   chrono::duration<int> my_duration(5);

   // this_thread::sleep_for(my_duration);
   my_cv.wait_for(my_lock, my_duration);
   cout << "Int version finished" << endl;;
}

void float_version()
{
   mutex my_mutex;
   unique_lock<mutex> my_lock(my_mutex);
   condition_variable my_cv;

   chrono::duration<float> my_duration(5);

   // this_thread::sleep_for(my_duration);
   my_cv.wait_for(my_lock, my_duration);
   cout << "Float version finished" << endl;;
}

int main()
{
    thread float_thread(float_version);
    float_thread.detach();

    thread int_thread(int_version);
    int_thread.detach();

    this_thread::sleep_for(chrono::seconds(10));
    cout << "10 secs elapsed" << endl;
}

我无法仅使用 this_thread::sleep_for 重现此行为，在这种情况下，两个版本都可以正常唤醒。

此外，有时， float 版本会立即唤醒而不用等待 5 秒，而不是不唤醒。我想这可能是一个虚假的唤醒，但我对此表示怀疑，因为它从来没有发生在 int 版本中，而且从我所做的一些测试中，当我尝试将它放在一个 while 循环中以检查虚假唤醒时它似乎在不断地醒来。

那么发生了什么？我是否误解了关于 chrono::duration<float> 的明显内容？ ？我的条件变量有问题吗？用线程？

使用 GCC 7.2 和 -std=c++17 -pthread 在 Ubuntu 16.04 上编译。

Answer 1

我现在认为这毕竟不是 libstdc++ 错误。

标准规定std::condition_variable::wait_for(rel_time)必须完全等于 wait_until(chrono::steady_clock::now() + rel_time) .

问题是 steady_clock可能具有非常高的分辨率(标准未指定，但 libstdc++ 使用 std::chrono::nanoseconds 作为 steady_clock::duration 类型)。当 rel_time 的类型是duration<float> steady_clock::now() + rel_time 的结果是duration<float, steady_clock::period> .对于 libstdc++，该句点为 std::nano这意味着结果是 float自 1970 年 1 月 1 日以来的纳秒数。这是很多纳秒。远远超过 float 可以精确表示的. float只能精确表示最大为 2²³ 的整数，这比 1970 年以来的纳秒数多小。

结果是 float值必须四舍五入，并且可能是 steady_clock::now() 前几秒的值，在这种情况下，超时会立即发生(而不是等待一秒钟)。或者它可能在 steady_clock::now() 之后几秒钟，在这种情况下，超时发生的时间远远晚于一秒。

所以基本上 chrono::duration<float>如果您打算在具有高分辨率时间的算术(例如来自高分辨率时钟的那些)中使用它，则它不是有用的类型。 std::chrono::system_clock的分辨率和 std::chrono::steady_clock取决于实现，所以你不应该假设你可以安全地使用 chrono::duration<float>使用系统提供的时钟。

它“适用于”GCC 6.5 和 7.4 及更高版本，但这只是因为我们故意做了一些与标准要求不同的事情。这意味着该修复程序是非标准的且不可移植，并且 duration<float>仍应谨慎使用。