将两个或多个互斥量应用于一段代码

Question

我正在研究来自 http://www.yolinux.com/TUTORIALS/LinuxTutorialPosixThreads.html

的 c++ pthreads 中的互斥锁和死锁

我理解他们，但我在一个点上堆了起来。我不明白下面代码的问题是什么。你能用简单明了的话解释一下吗？我从这个网站引用：

互斥锁死锁：...将两个或多个互斥锁应用到一段代码时要小心。如果第一个 pthread_mutex_lock 被应用并且第二个 pthread_mutex_lock 由于另一个线程应用互斥锁而失败，则第一个互斥锁最终可能会锁定所有其他线程访问数据，包括持有第二个互斥锁的线程。线程可能会无限期地等待资源空闲，从而导致死锁。最好进行测试，如果失败，请释放资源并在重试前暂停。

01  ...
02  pthread_mutex_lock(&mutex_1);
03  while ( pthread_mutex_trylock(&mutex_2) )  /* Test if already locked   */
04  {
05     pthread_mutex_unlock(&mutex_1);  /* Free resource to avoid deadlock */
06         ...
07     /* stall here   */
08     ...
09     pthread_mutex_lock(&mutex_1);
10  }
11  count++;
12  pthread_mutex_unlock(&mutex_1);
13  pthread_mutex_unlock(&mutex_2);
14  ...

提前致谢。

Answer 1

本质上如果你需要两个互斥量来执行一个任务，mutex_1和mutex_2，如果thread_A抓取mutex_1并且thread_B抓取mutex_2，他们陷入了死锁，因为他们都在等待另一个互斥体可用，但他们永远不会，因为另一个也在等待。

这就是为什么您通常强制执行可以获取互斥锁的命令。例如，您必须在尝试获取 mutex_2 之前获取 mutex_1。这样你就不能在没有先有 mutex_1 的情况下有 mutex_2，所以没有机会造成死锁。

     Thread_A                Thread_B
        |                       |
        |                       |
   lock(mutex_1)                |            // Thread_A got mutex_1
        |                       |
        |                  lock(mutex_2)     // Thread_B got mutex_2
        |                       |
        |                       |
  trylock(mutex_2)              |            // Thread_A wants mutex_2
        |                 trylock(mutex_1)   // Thread_B wants mutex_1
        |                       |

由于时间原因，这些线程现在处于死锁状态。两者都在等待他们永远不会得到的互斥锁，因为另一个线程在完成其工作之前不会解锁它持有的互斥锁。

在您的代码示例中，请注意他们做的第一件事是锁定 mutex_1。然后他们旋转 mutex_2 直到它可用。这是执行命令 mutex_1 然后 mutex_2.

Answer 2

如果您锁定一个互斥体，然后等待第二个，第一个仍处于锁定状态，因此在您等待期间其他人无法获得它。这很糟糕，所以也许在你等待的时候解锁第一个互斥体。该代码显示了如何执行此操作。

如果另一个线程拥有您正在等待的互斥锁，并且需要您的互斥锁（它不应该这样，除非设计被搞砸了），那将是非常糟糕的——两个线程将永远等待，导致"deadlock" - 你肯定需要在等待时解锁第一个。

但在那种情况下，您应该正确修复它（如下一节所述）- 始终以明确定义的顺序锁定两个互斥体。

将两个或多个互斥量应用于一段代码

Applying two or more mutexes to a section of code

c++

mutex

deadlock

pthreads