std::condition_variable 在来自其他线程的 std::condition_variable::notify_all() 之后未正确唤醒

Question

此代码是对实际项目代码的简化。主线程创建工作线程并使用 std::condition_variable 等待工作线程真正启动。在下面的代码中，std::condition_variable 在 current_thread_state 变为 "ThreadState::Stopping" 后唤醒 - 这是来自工作线程的第二次通知，即主线程在第一次通知后没有唤醒，当 current_thread_state 变成 "ThreadState::Starting"。结果陷入僵局。为什么会这样？为什么 std::condition_variable 在第一个 thread_event.notify_all() 之后没有醒来？

int main()
{
  std::thread thread_var;
  struct ThreadState {
    enum Type { Stopped, Started, Stopping };
  };
  ThreadState::Type current_thread_state = ThreadState::Stopped;
  std::mutex thread_mutex;
  std::condition_variable thread_event;
  while (true) {
    {
      std::unique_lock<std::mutex> lck(thread_mutex);
      thread_var = std::move(std::thread([&]() {
        {
          std::unique_lock<std::mutex> lck(thread_mutex);
          cout << "ThreadFunction() - step 1\n";
          current_thread_state = ThreadState::Started;
        }
        thread_event.notify_all();

        // This code need to disable output to console (simulate some work).
        cout.setstate(std::ios::failbit);
        cout << "ThreadFunction() - step 1 -> step 2\n";
        cout.clear();

        {
          std::unique_lock<std::mutex> lck(thread_mutex);
          cout << "ThreadFunction() - step 2\n";
          current_thread_state = ThreadState::Stopping;
        }
        thread_event.notify_all();
      }));

      while (current_thread_state != ThreadState::Started) {
        thread_event.wait(lck);
      }
    }

    if (thread_var.joinable()) {
      thread_var.join();
      current_thread_state = ThreadState::Stopped;
    }
  }
  return 0;
}

Answer 1

一旦您调用 notify_all 方法，您的主线程和工作线程（在完成其工作后）都会尝试锁定 thread_mutex 互斥量。如果您的工作负载很小，就像在您的示例中一样，工作线程可能会在主线程之前获得锁定，并在主线程读取它之前将状态设置回 ThreadState::Stopped 。这会导致死锁。

尝试增加大量的工作量，例如

std::this_thread::sleep_for( std::chrono::seconds( 1 ) );

到工作线程。现在死锁的可能性要小得多。当然，这不能解决您的问题。这只是为了说明问题。

Answer 2

您有两个线程在竞争：一个写入 current_thread_state 的值两次，另一个读取 current_thread_state 的值一次。

不确定事件的顺序是写-写-读还是写-读-写，两者都是您的应用程序的有效执行。

std::condition_variable 在来自其他线程的 std::condition_variable::notify_all() 之后未正确唤醒

std::condition_variable not properly wakes up after std::condition_variable::notify_all() from other thread

c++

condition-variable

wakeup