不理解条件变量超时

Question

我正在尝试给线程超时。我尝试使用 std::condition_variable::wait_for，但这与我预期的不同。

这里是我的简单代码：

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

std::mutex myMutex;

void waitSec(int seconds)
{
    std::cout <<"t1 start" <<std::endl;
    std::unique_lock<std::mutex> lock(myMutex);
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(seconds));
    std::cout <<"t1 end" <<std::endl;
}

int main(void)
{
    // launch thread that sleeps 10s
    std::thread t1(waitSec,10);
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));

    // wait for lock during max 1 second
    std::condition_variable* conditionVariable = new std::condition_variable();
    std::cout << "before" << std::endl;
    std::unique_lock<std::mutex> lock(myMutex);
    conditionVariable->wait_for(lock,std::chrono::seconds(1));
    std::cout << "after" << std::endl;

    t1.join();
}

我希望线程 T1 休眠 10 秒。由于我在主线程中为 wait_for 设置了 1 秒超时，因此我希望 after 在 t1 end 之前打印。

相反，t1 运行了 10 秒（打印 t1 end），在打印 after 后仅 1 秒。

你能解释一下为什么它会这样吗？我应该怎么做才能让我的超时执行超时？

Answer 1

这与condition_variable无关。在 10 秒睡眠之前，您在 waitSec 中有一个 unique_lock，因此没有人能够在 10 秒内获得互斥锁，所以这一行：

std::unique_lock<std::mutex> lock(myMutex);

将等到 waitSec 结束并由 unique_lock 析构函数释放 mutex。

您需要在任何其他线程锁定您的互斥量之前创建您的 condition_variable。

Answer 2

在这种情况下您不需要使用条件变量，因为您在 t1 启动后只在主线程中休眠 1 秒。

您在线程 1 中锁定互斥锁的实际情况是：

std::unique_lock<std::mutex> lock(myMutex);

然后在主线程中你试图再次锁定这个互斥量（在 return 从 1 秒睡眠之后）：

std::cout << "before" << std::endl;
std::unique_lock<std::mutex> lock(myMutex);

主线程只有在t1结束后才能获得这个锁（~9秒，共10秒）。然后程序会打印"before"，成功获取锁后会等待任何事件1秒，因为：

conditionVariable->wait_for(lock,std::chrono::seconds(1));

并且没有人可以从等待中唤醒（通知）主线程，所以它只会平静地休眠 1 秒，然后打印 "after"

如此有效，您只需从线程函数中移除互斥锁定即可获得您想要的结果。由于您的主题不 interacting/share 相互资源

如果您需要等待一秒钟或直到线程完成，您可以这样做（请注意，这段代码并不理想，只是为了展示基本思想）：

std::condition_variable cv;

void worker_thread()
{
    // do something
    // ...
    cv.notify_one();
}

int main() {
   std::thread t1(worker_thread);

   std::cout << "before" << std::endl;
   std::unique_lock<std::mutex> lock(myMutex);
   cv.wait_for(lock,std::chrono::seconds(1));
   std::cout << "after" << std::endl;
}

Answer 3

发生这种情况是因为您的互斥量被锁定，而不是因为条件变量。

在 main() 中，您尝试在此处的第 1 行中获取互斥量：

std::unique_lock<std::mutex> lock(myMutex);
conditionVariable->wait_for(lock,std::chrono::seconds(1));

但是您的线程 t1 在这里持有互斥量：

std::unique_lock<std::mutex> lock(myMutex);
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(seconds));

因此，在 t1 线程 waitSec 函数运行中的互斥锁被释放之前，main() 中的代码无法继续执行，这发生在函数结束时。

睡觉时不要持有互斥体。

不理解条件变量超时

condition variable timeout not understood

c++

multithreading

c++11

condition-variable