haskell - 这些线程是否永远被阻塞？

Question

我目前正在阅读 Simon Marlow 的书“Haskell 中的并行和并发编程”，但我不明白这段代码:

waitAny :: [Async a] -> IO a
waitAny as = do
  m <- newEmptyMVar
  let forkwait a = forkIO $ do r <- try (wait a); putMVar m r
  mapM_ forkwait as
  wait (Async m)

这里我们调用 putMVar N 次，但我们只有 1 个等待操作。我是否正确理解 N-1 个线程将被阻止尝试执行 putMVar？这里发生了什么？

...或 super 简化:

test = do
  m <- newEmptyMVar
  forkIO $ putMVar m 1
  forkIO $ putMVar m 2
  a <- readMVar m
  return a

为什么它可以毫无问题地工作？为什么我没有 异常(exception):线程在 MVar 操作中无限期阻塞 ?

Answer 1

Haskell 中关于并发的一些基本规则:

当main线程退出，它立即杀死所有其他线程。如果你想让其他线程有机会清理，你必须明确地等待它们。

辅助(非主)线程丢弃了一组特定的异常，因此当它们未被捕获时不会打印它们:

The newly created thread has an exception handler that discards the exceptions BlockedIndefinitelyOnMVar, BlockedIndefinitelyOnSTM, and ThreadKilled, and passes all other exceptions to the uncaught exception handler.

-- The Control.Concurrent.forkIO documentation

当线程等待 MVar没有任何进展的希望，它会收到一个异常(exception)。但是由于上述问题，这在这个例子中是完全看不到的。请注意，由于垃圾收集器的特殊支持，这种方式只能捕获非常简单的一类死锁。不可能自动检测所有死锁。

在您的第二个示例中，主线程(假设 main = test )在读取变量后立即退出，这没有时间让另一个线程(仍然阻塞在 putMVar 上的线程)使用react(上面的第 1 点)。所以首先添加一个 threadDelay在主线程结束时给另一个线程更多时间。这还不足以看出区别，因为辅助线程被 BlockedIndefinitelyOnMVar 杀死了。默默地(第2点)。在 putMVar 周围添加异常处理程序产生一个明确的输出。

import Control.Concurrent
import Control.Exception

main :: IO ()
main = do
  m <- newEmptyMVar :: IO (MVar Int)
  forkIO $ putMVar' m 1
  forkIO $ putMVar' m 2
  a <- readMVar m
  print a
  threadDelay 1000000      -- (1) Wait for other threads to clean up

putMVar' :: MVar Int -> Int -> IO ()
putMVar' r x =
  catch
    (putMVar r x)
    (\e ->
      putStrLn ("BLOCKED: " ++ show (x, e :: SomeException)))  -- (2) Print something if the thread dies because of a deadlock

{- Build this file with    ghc -threaded ThisFile.hs
   Run it with   ./ThisFile +RTS -N
-}

{- Output:

1
BLOCKED: (2,thread blocked indefinitely in an MVar operation)

-}

请注意 forkIO通常应该避免，因为它的级别太低了。从头开始实现同步需要付出很多努力。异步库提供了更方便的抽象。

概括并从技术上回答您的问题:

Here we call putMVar N times but we have only 1 wait operation. Do I understand it correct that N-1 threads will be blocked trying to execute putMVar? What is happening here?

这是正确的想法。实际上，被阻塞的线程会得到一个异常，因为垃圾收集器可以看到 MVar无法从其他线程访问，但您不应该在生产中捕获并观察该异常，即使它是可能的，如上所示。确实， Control.Concurrent 的文档说了这么多:

Note that this feature is intended for debugging, and should not be relied on for the correct operation of your program.

-- The Control.Concurrent documentation

Why does it work without problems? Why don't I have Exception: thread blocked indefinitely in an MVar operation?

实际上会有这样的异常(exception)，但是:

main线程退出太快，因为这也确实发生了；

当非 main线程被 BlockedIndefinitelyOnMVar 杀死，他们不打印异常，您必须自己打印。