c++ - 为什么重复使用条件变量的互斥量会导致死锁？

Question

我遇到了一个代码 here当我在寻求 C++ 11 中 std::condition_variable 实现的帮助时。在上面的问题中，可以正确执行此类代码，同时在函数 void g() 中添加注释行 偶尔会导致死锁。我想知道为什么以及 std::condition_variable::wait() 的确切内部机制(cpp reference 真的让我很困惑)。提前致谢。

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

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;

void f() {
    {
        std::unique_lock<std::mutex>  lock( mtx );
        cv.wait( lock );
    }
    std::cout << "f()\n";
}

void g() {
    // std::unique_lock<std::mutex>  lock( mtx ); adding this line will result in 
    //                                            deadlock.
    std::this_thread::sleep_for( std::chrono::seconds(1) );
    cv.notify_one();
}

int main() {
    for (int i = 1; i <= 100; i++) {
        std::cout << i << std::endl;
        std::thread  t1{ f };
        std::thread  t2{ g };
        t2.join();
        t1.join();
    }
}

Answer 1

您应该将条件变量与实际的条件相关联，并且还要考虑虚假唤醒。在您的示例中，如果您先向条件变量发出信号，然后通过 wait() 继续在条件变量上休眠，则您的代码可能会死锁。

因此您的代码理想情况下应该类似于以下内容，(如果您在 wait() 上 sleep 之前发出信号，更改的条件将检测到您不应该 sleep )

void f() {
    {
        std::unique_lock<std::mutex>  lock( mtx );
        while (some_boolean) {
            cv.wait( lock );
        }
    }
    std::cout << "f()\n";
}

void g() {
    std::unique_lock<std::mutex>  lock( mtx ); 
    change_some_boolean();
    cv.notify_one();
}

请注意，当您在g() 中调用notify_one() 时，是否持有锁并不重要。但是，您应该确保在 change_some_boolean() 时持有锁。