std::condition_variable wait_until 令人惊讶的行为

Question

使用 VS2013 构建，将 time_point::max() 指定为条件变量的 wait_until 会导致立即超时。

这似乎不符合直觉 - 我会天真地期望 time_point::max() 无限期地等待（或者至少非常很长时间）。谁能确认这是否已记录在案、预期行为或特定于 MSVC 的行为？

下面的示例程序；请注意将 time_point::max() 替换为 now + std::chrono::hours(1) 会给出预期的行为（wait_for 在通知 cv 后退出，没有超时）


#include <condition_variable>
#include <mutex>
#include <chrono>
#include <future>
#include <functional>

void fire_cv( std::mutex *mx, std::condition_variable *cv )
{
    std::unique_lock<std::mutex> lock(*mx);
    printf("firing cv\n");
    cv->notify_one();
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    std::chrono::steady_clock::time_point now = std::chrono::steady_clock::now();

    std::condition_variable test_cv;
    std::mutex test_mutex;

    std::future<void> s;
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(test_mutex);
        s = std::async(std::launch::async, std::bind(fire_cv, &test_mutex, &test_cv));
        printf("blocking on cv\n");
        std::cv_status result = test_cv.wait_until( lock, std::chrono::steady_clock::time_point::max() );

        //std::cv_status result = test_cv.wait_until( lock, now + std::chrono::hours(1) ); // <--- this works as expected!
        printf("%s\n", (result==std::cv_status::timeout) ? "timeout" : "no timeout");
    }
    s.wait();

    return 0;
}

Answer 1

我调试了MSCV 2015的实现，wait_until内部调用了wait_for，实现是这样的：

template<class _Rep,
        class _Period>
        _Cv_status wait_for(
            unique_lock<mutex>& _Lck,
            const chrono::duration<_Rep, _Period>& _Rel_time)
        {   // wait for duration
        _STDEXT threads::xtime _Tgt = _To_xtime(_Rel_time); // Bug!
        return (wait_until(_Lck, &_Tgt));
        }

这里的错误是_To_xtime溢出，导致未定义的行为，结果是负面time_point:

template<class _Rep,
    class _Period> inline
    xtime _To_xtime(const chrono::duration<_Rep, _Period>& _Rel_time)
    {   // convert duration to xtime
    xtime _Xt;
    if (_Rel_time <= chrono::duration<_Rep, _Period>::zero())
        {   // negative or zero relative time, return zero
        _Xt.sec = 0;
        _Xt.nsec = 0;
        }
    else
        {   // positive relative time, convert
        chrono::nanoseconds _T0 =
            chrono::system_clock::now().time_since_epoch();
        _T0 += chrono::duration_cast<chrono::nanoseconds>(_Rel_time); //Overflow!
        _Xt.sec = chrono::duration_cast<chrono::seconds>(_T0).count();
        _T0 -= chrono::seconds(_Xt.sec);
        _Xt.nsec = (long)_T0.count();
        }
    return (_Xt);
    }

默认情况下，

std::chrono::nanoseconds 将其值存储在 long long 中，因此在其定义之后，_T0 的值为 1'471'618'263'082'939'000（这显然发生了变化）。添加 _Rel_time (9'223'244'955'544'505'510) 肯定会导致有符号溢出。

我们已经通过了每一个可能的负值 time_point，所以超时了。

std::condition_variable wait_until 令人惊讶的行为

std::condition_variable wait_until surprising behaviour

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