c++ - 条件变量和#pragma pack bug

Question

我发现这段代码没有按预期工作:

#pragma pack(push, 1)

class myclass {
protected:
    bool mycrasher[1]; // with mycrasher[4] it works!
    std::mutex mtx;
    std::condition_variable cv;

    void thread_func() {
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));

        std::chrono::milliseconds timeout(1000);
        std::unique_lock<std::mutex> l(mtx, std::defer_lock);
        while (true) {
            auto now = std::chrono::system_clock::now();
            l.lock();
            while (true) {
                std::cout << "Waiting..." << std::endl;
                auto result = cv.wait_until(l, now + timeout);
                std::cout << "Timed out..." << std::endl;
                if (result == std::cv_status::timeout)
                    break;
            }
            l.unlock();
        }
    }   

public:
    myclass() { 
        std::lock_guard<std::mutex> l(mtx);
        std::thread *t = new std::thread(&myclass::thread_func, this);
        t->detach();
    };

    void start() {
        std::cout << "myclass started." << std::endl;
        std::cout << "sizeof(std::mutex) = " << sizeof(std::mutex) << std::endl;
        std::cout << "sizeof(std::condition_variable) = " << sizeof(std::condition_variable) << std::endl;
    }
};
#pragma pack(pop)

int main() {
    myclass x;
    x.start();
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(60));
}

我希望代码在 cv.wait_until 调用上等待一秒钟然后重复，但只是卡在调用上。如果我删除 #pragma 指令，问题(凭直觉)就会消失，因为我正在打包互斥体和 CV。但是，当我运行这段代码时，我得到:

myclass started.
sizeof(std::mutex) = 40
sizeof(std::condition_variable) = 48

有或没有 pragma，所以看来打包并不是真正的问题。

此外，我发现如果我将 mycrasher 变量与 4 字节边界对齐，问题也会消失。同样，如果我在 std::condition_variable cv 声明之后移动变量，问题就会消失，但是当在 std::mutex mtx 和 std::condition_variable 之间移动时cv 它仍然存在。

当 CV 未正确对齐时，为什么代码段会卡在 cv.wait_until 调用上？预计性能会受到影响，但不会出现明显的停顿。

在 Debian 8 系统上使用 g++ 4.9.2 和 g++ 6.3 复制。

Answer 1

不要使用打包，你不应该对具有互斥锁和条件变量的结构这样做。如果您认为您确实需要它，那么您的方法有问题，因为您通常不应该创建许多这样的对象，也不应该在那里打包。

作为一个简单的解决方法，将您的 mycrasher 放在您的 mtx 和 cv 下方:

#pragma pack(push, 1)
class myclass
{
protected:
    std::mutex mtx;
    std::condition_variable cv;
    bool mycrasher[1];

    void thread_func();
public:
    myclass();
    void start();
};
#pragma pack(pop)

在启用打包的情况下它最有可能无法按预期工作的原因是因为 mtx 和 cv 以奇数地址结束，并且使用它们的一些内部代码具有不同的期待。在某些平台(例如 ARM)上可能会崩溃。

附带说明一下，您的代码不仅存在对齐问题，而且还在 myclass 构造函数内部的堆上泄漏了一个线程对象。