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我编写了一个 Link 类,用于在网络中的两个节点之间传递数据。我用两个双端队列实现了它(一个用于从节点 0 到节点 1 的数据,另一个用于从节点 1 到节点 0 的数据)。我正在尝试对应用程序进行多线程处理,但我遇到了线程锁。我试图防止同时读取和写入同一个双端队列。在阅读有关我最初如何实现它的更多信息时,我认为我错误地使用了条件变量(也许不应该使用 bool 变量?)。我应该有两个互斥体,每个双端队列一个吗?如果可以的话请帮忙。谢谢!
class Link {
public:
// other stuff...
void push_back(int sourceNodeID, Data newData);
void get(int destinationNodeID, std::vector<Data> &linkData);
private:
// other stuff...
std::vector<int> nodeIDs_;
// qVector_ has two deques, one for Data from node 0 to node 1 and
// one for Data from node 1 to node 0
std::vector<std::deque<Data> > qVector_;
void initialize(int nodeID0, int nodeID1);
boost::mutex mutex_;
std::vector<boost::shared_ptr<boost::condition_variable> > readingCV_;
std::vector<boost::shared_ptr<boost::condition_variable> > writingCV_;
std::vector<bool> writingData_;
std::vector<bool> readingData_;
};
push_back 函数:
void Link::push_back(int sourceNodeID, Data newData)
{
int idx;
if (sourceNodeID == nodeIDs_[0]) idx = 1;
else
{
if (sourceNodeID == nodeIDs_[1]) idx = 0;
else throw runtime_error("Link::push_back: Invalid node ID");
}
boost::unique_lock<boost::mutex> lock(mutex_);
// pause to avoid multithreading collisions
while (readingData_[idx]) readingCV_[idx]->wait(lock);
writingData_[idx] = true;
qVector_[idx].push_back(newData);
writingData_[idx] = false;
writingCV_[idx]->notify_all();
}
获取函数:
void Link::get(int destinationNodeID,
std::vector<Data> &linkData)
{
int idx;
if (destinationNodeID == nodeIDs_[0]) idx = 0;
else
{
if (destinationNodeID == nodeIDs_[1]) idx = 1;
else throw runtime_error("Link::get: Invalid node ID");
}
boost::unique_lock<boost::mutex> lock(mutex_);
// pause to avoid multithreading collisions
while (writingData_[idx]) writingCV_[idx]->wait(lock);
readingData_[idx] = true;
std::copy(qVector_[idx].begin(),qVector_[idx].end(),back_inserter(linkData));
qVector_[idx].erase(qVector_[idx].begin(),qVector_[idx].end());
readingData_[idx] = false;
readingCV_[idx]->notify_all();
return;
}
这里是初始化(以防有帮助)
void Link::initialize(int nodeID0, int nodeID1)
{
readingData_ = std::vector<bool>(2,false);
writingData_ = std::vector<bool>(2,false);
for (int i = 0; i < 2; ++i)
{
readingCV_.push_back(make_shared<boost::condition_variable>());
writingCV_.push_back(make_shared<boost::condition_variable>());
}
nodeIDs_.reserve(2);
nodeIDs_.push_back(nodeID0);
nodeIDs_.push_back(nodeID1);
qVector_.reserve(2);
qVector_.push_back(std::deque<Data>());
qVector_.push_back(std::deque<Data>());
}
最佳答案
我正在尝试对应用程序进行多线程处理,但我遇到了线程锁。
什么是“线程锁”?很难看出您的代码试图完成什么。首先考虑您的 push_back() 代码,其同步部分如下所示:
boost::unique_lock<boost::mutex> lock(mutex_);
while (readingData_[idx]) readingCV_[idx]->wait(lock);
writingData_[idx] = true;
qVector_[idx].push_back(newData);
writingData_[idx] = false;
writingCV_[idx]->notify_all();
您的 writingData[idx]
bool 值开始时为 false,只有在线程锁定了互斥体 时才会暂时变为 true。当互斥量被释放时,它又是假的。因此,对于任何必须等待获取互斥量的其他线程,writingData[idx]
将永远为真。
但是在你的 get() 代码中,你有
boost::unique_lock<boost::mutex> lock(mutex_);
// pause to avoid multithreading collisions
while (writingData_[idx]) writingCV_[idx]->wait(lock);
当线程获得互斥锁时,writingData[idx]
返回 false,因此 while 循环(并等待 CV)从不 输入。
一个完全对称的分析适用于 readingData[idx]
bool 值,它在互斥锁之外也总是为假。
所以您的条件变量从不等待。您需要彻底重新考虑您的设计。
从每个队列一个互斥锁开始(双端队列对于简单地传递数据来说有点矫枉过正),并且为每个队列关联一个条件变量,该队列是非空的。 get()
方法将等待队列非空,这将在 push_back()
方法中发出信号。像这样的东西(未经测试的代码):
template <typename Data>
class BasicQueue
{
public:
void push( Data const& data )
{
boost::unique_lock _lock( mutex_ );
queue_.push_back( data );
not_empty_.notify_all();
}
void get ( Data& data )
{
boost::unique_lock _lock( mutex_ );
while ( queue_.size() == 0 )
not_empty_.wait( _lock ); // this releases the mutex
// mutex is reacquired here, with queue_.size() > 0
data = queue_.front();
queue_.pop_front();
}
private:
std::queue<Data> queue_;
boost::mutex mutex_;
boost::condition_variable not_empty_;
};
关于c++ - 使用 boost::thread 发生线程锁。我的条件变量有什么问题?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/14300808/
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