c++ - condition_variable，引用和线程:谁拥有锁？

Question

假设我有一个包含std::queue的ThreadQueue类，并且我将每个std::ref的实例传递给线程。进一步假设，线程1(主线程)创建并保存ThreadQueue对象，并将消息倒入其中，第二个线程的任务是将这些消息传入时将其放入并放置在某个地方，例如，将其写入日志文件。

该类如下所示:

#include <queue>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

using namespace std;

template <typename T>
class ThreadQueue
{
    queue<T> q_;
    mutex mtx;
    unique_lock<mutex> lck;
    condition_variable cv;

public:
    ThreadQueue() { lck = unique_lock<mutex>(mtx); }
    ~ThreadQueue() { if (lck.owns_lock()) lck.unlock(); }

    void enqueue (const T&);
    T dequeue ();
};

template <typename T>
void ThreadQueue<T>::enqueue (const T& t)
{
    lck.lock();
    q_.push(t);
    lck.unlock();
    cv.notify_one();
}

template <typename T>
T ThreadQueue<T>::dequeue ()
{
    cv.wait(lck);
    lck.lock();
    T t = q_.front(); // let's assume that's a copy assignment, because
    q_.pop();         // pop() calls the descructor.
    lck.unlock();
    return t;
}

然后主要是:

ThreadQueue<std::pair<int, std::string>> logs;
// and maybe something like:
std::thread logger(std::ref(logs));

关键行是 cv.wait(lck);文档明确指出 lck必须是unique_lock对象，其互斥对象当前已被此线程锁定。

现在的问题是:谁真正锁定互斥锁，谁拥有锁，线程1或线程2？

Answer 1

代码中有两个主要错误:

unique_lock不应是成员变量。它必须在堆栈上创建，以便在保留作用域(正常返回或发生异常)时自动为您释放锁定。

只有在您检查队列确实为空之后，才必须调用

cv.wait。 std::condition_variable是一种无状态的通信机制，如果在没有服务员的情况下发出信号，则信号会丢失。也有虚假的唤醒。您可能想使用cv.wait([this] { return !q_.empty(); });为您正确处理条件变量的等待。

例如。:

using namespace std;

template <typename T>
class ThreadQueue
{
    queue<T> q_;
    mutex mtx;
    condition_variable cv;

public:
    void enqueue (const T&);
    T dequeue ();
};

template <typename T>
void ThreadQueue<T>::enqueue (const T& t)
{
    {
        lock_guard<mutex> lck(mtx);
        q_.push(t);
    }
    cv.notify_one(); // Optimization: release the lock before signalling.
}

template <typename T>
T ThreadQueue<T>::dequeue ()
{
    unique_lock<mutex> lck(mtx);
    cv.wait(lck, [this] { return !q_.empty(); });
    T t = q_.front();
    q_.pop();
    return t;
}

Who owns the lock?

锁定互斥锁的线程拥有该锁，或者进入了关键部分。这里的 std::lock_guard和 std::unique_lock都将互斥锁锁定在构造函数中，并在析构函数中解锁(在正常范围退出或异常时)。