c++ - 线程安全实现给出段错误

Question

我正在使用线程安全 Q 在缓冲区内生成一些随机数。在主 glWidget 程序上，我应该 DeQ 缓冲区内容并更新屏幕。

#ifndef CONCURRENTQUEUE_H
#define CONCURRENTQUEUE_H

#include <QByteArray>
#include <QQueue>
#include <QMutex>

class ConcurrentQueue
{
private:
    unsigned short segments[360][100];

public:
    ConcurrentQueue();
    void InitSegments();
    void Enqueue(int i, int j, unsigned short value);
    unsigned short Dequeue(int i, int j);

    bool isEmpty();
private:
    QMutex mutex;
};

#endif // CONCURRENTQUEUE_H

ConcurrentQueue::ConcurrentQueue()
{
    InitSegments();
}

void ConcurrentQueue::InitSegments()
{
    for(int i = 0; i < 360; i++)
        for(int j = 0; j < 100; j++)
        {
            segments[i][j] = 0;
        }
}

void ConcurrentQueue::Enqueue(int i, int j, unsigned short value)
{
    mutex.lock();
    segments[i][j] = value;
    mutex.unlock();
}
unsigned short ConcurrentQueue::Dequeue(int i, int j)
{
    unsigned short color = 0;
    mutex.lock();
    color = segments[i][j];
    mutex.unlock();

    return color;
}

生成缓冲区类:

#ifndef GENERATEBUFFERS_H
#define GENERATEBUFFERS_H

#include <QThread>   
#include "thread_safe/concurrentqueue.h"

class GenerateBuffers : public QThread
{
public:
    GenerateBuffers();

    void run();

    int rounds;
    int segmentIndex;    
};

#endif // GENERATEBUFFERS_H

#include "generatebuffers.h"    
#include <time.h>

ConcurrentQueue segmentsQueue;  
GenerateBuffers::GenerateBuffers()
{
    segmentIndex = 1;   
    run();
}

void GenerateBuffers::run()
{
    while(true)
    {
        int angleIndex = segmentIndex * 23;

        for(int i = angleIndex - 23; i < angleIndex; i++)
            for(int j = 0; j < 100; j++)
            {
                unsigned short randNumber = rand() % 255;

                segmentsQueue.Enqueue(i, j, randNumber);
            }

        if(segmentIndex > 16)
        {
            segmentIndex = 0;
        }
        else
        segmentIndex++;

        usleep(150);
    }
}

我在 generateBuffers .cpp 文件中创建了一个 ConcurrentQ 实例

ConcurrentQueue segmentsQueue;

我在 glWidget 头文件中声明:extern ConcurrentQueue segmentsQueue;

我是这样使用的:

    ppi->highlight(j, i, segmentsQueue.Dequeue(i, j));

程序在我运行时终止，我不确定我的线程安全实现是否正确。你能告诉我你对代码的看法吗？

Answer 1

为了猜测这里的问题，我尝试了最简单的一个:索引边界。所以在您的 run() 方法中，您试图将 segmentIndex 绑定(bind)到 16。想象一下

  segmentIndex == 16

现在进入循环

  if(segmentIndex > 16)   // segmentIndex == 16, (16 > 16) is false
  {
    segmentIndex = 0;
  }
  else
  { // we go that way
    segmentIndex++;   // segmentIndex gets 17
  }

现在开始下一个循环

  // segmentIndex is 17
  int angleIndex = segmentIndex * 23;   // 17 * 23 == 391

  for(int i = angleIndex - 23; i < angleIndex; i++)   // i = [368,391)
  {
    for(int j = 0; j < 100; j++)
    {
      unsigned short randNumber = rand() % 255;

      // unsigned short segments[360][100];
      segmentsQueue.Enqueue(i, j, randNumber);    
      // enqueue doesn't check index, causes crash
    }
  }

因此您的代码将无法正常工作。请不要在您的代码中使用魔数(Magic Number)(360、100、23、16)以避免此类问题。
顺便说一下，您可以简单地调试问题。

另外，这段代码可能并不像你想象的那样

GenerateBuffers::GenerateBuffers()
{
    segmentIndex = 1;   
    run();
}

run() 在相同 线程上被调用。你可能想要 start() 而不是