多线程无法正常加入

Question

#include <iostream>
#include <vector>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <atomic>
using namespace std;
mutex m;
condition_variable cov;
bool ready = false;
bool processed = false;
void showNum(int &f_, atomic_bool &alive_)
{
    while(alive_)
    {
        unique_lock<mutex> lk(m);
        cov.wait(lk,[]{ return ready;});
        f_++;
        ready = false;
        processed= true;
        lk.unlock();
        cout<<f_<<endl;
        cov.notify_one();
    }

}
int main() {
    vector<int> va;
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        va.push_back(i);
    }
    int f = 0;
    atomic_bool alive{ true };


    std::thread t1(showNum,ref(f),ref(alive));
    auto sizeofVector = va.size();
    for (int j = 0; j < sizeofVector; ++j) {
        {
            lock_guard<mutex> lk0(m);
            f = va.back();
            cout<<f<<"    ";
            ready = true;
        }

        cov.notify_one();
        va.pop_back();
        {
            unique_lock<mutex> lk(m);
            cov.wait(lk,[]{return processed;});
            processed = false;
            lk.unlock();
        }

    }

    alive = false;
    t1.join();
    return 0;
}

我只是想在多线程中测试条件变量。上面的代码是我的测试代码。

错误是线程 t1 无法正常加入。我打印 alive_，它总是 true，不能被主线程中的 alive = false 设置为 false。

我尝试把alive设为全局变量，还是一样的错误

你能给我一些建议吗？

Answer 1

在 t1 中，函数不会经常测试 alive。您已将其设计为每个循环都从等待条件变量开始。然后只有在收到通知时才会进入睡眠和唤醒状态。不幸的是，当 main 将 alive 设置为 false 时，t1 线程仍处于等待状态。

你可以很容易地观察到这一点：

void showNum(int &f_, atomic_bool &alive_)
{
    while(alive_)
    {   cout<<"waiting..."<<endl;   
        unique_lock<mutex> lk(m);
        cout<<"waiting more..."<<endl;
        cov.wait(lk,[]{ return ready;});  ///<<<<< stuck here 
        cout<<"go..."<<endl;
        f_++;
        ready = false;
        processed= true;
        lk.unlock();
        cout<<"  sn:"<<f_<<endl;
        cov.notify_one();
    }
}

只有在main确保条件变量再有一次通知时才会唤醒。只有此时才会退出等待状态，处理后发现 alive 是 false 。

为避免永远卡住，您可以更改代码并使用 wait_for()，以便函数可以检查超时是否仍应停留在 alive。

Answer 2

可以更改

cov.wait(lk,[]{ return ready;});

到

cov.wait(lk,[&alive_]{ return ready || !alive_;});
if (!alive_)
    break;

在 alive_=false; 下面添加行

cov.notify_one();

完整代码如下

#include <iostream>
#include <vector>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <atomic>
using namespace std;
mutex m;
condition_variable cov;
bool ready = false;
bool processed = false;
void showNum(int &f_, atomic_bool &alive_)
{
    while(alive_)
    {
        unique_lock<mutex> lk(m);
        cov.wait(lk,[&alive_]{return ready || !alive_;});
        if (!alive_)
            break;
        f_++;
        ready = false;
        processed= true;
        lk.unlock();
        cout<<f_<<endl;
        cov.notify_one();
    }

}
int main() {
    vector<int> va;
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        va.push_back(i);
    }
    int f = 0;
    atomic_bool alive{ true };


    std::thread t1(showNum,ref(f),ref(alive));
    auto sizeofVector = va.size();
    for (int j = 0; j < sizeofVector; ++j) {
        {
            lock_guard<mutex> lk0(m);
            f = va.back();
            cout<<f<<"    ";
            ready = true;
        }

        cov.notify_one();
        va.pop_back();
        {
            unique_lock<mutex> lk(m);
            cov.wait(lk,[]{return processed;});
            processed = false;
            lk.unlock();
        }

    }

    alive = false;
    cov.notify_one();

    t1.join();
    return 0;
}

Answer 3

#include <iostream>
#include <vector>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <atomic>
#include <chrono>
using namespace std;
mutex m;
condition_variable cov;
bool ready = false;
bool processed = false;
atomic_bool alive{ true };
void showNum(int &f_, atomic_bool &alive_)
{
    while(alive)
    {
        unique_lock<mutex> lk(m);
        cov.wait(lk,[]{ return ready || !alive;});
        if(!alive)
            break;
        f_++;
        ready = false;
        processed= true;
        lk.unlock();
        cout<<f_<<endl;
        cov.notify_one();
    }

}
int main() {
    vector<int> va;
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        va.push_back(i);
    }
    int f = 0;



    std::thread t1(showNum,ref(f),ref(alive));
    auto sizeofVector = va.size();
    for (int j = 0; j < sizeofVector; ++j) {
        {
            lock_guard<mutex> lk0(m);
            f = va.back();
            cout<<f<<"    ";
            ready = true;
        }

        cov.notify_one();
        va.pop_back();
        {
            unique_lock<mutex> lk(m);
            cov.wait(lk,[]{return processed;});
            processed = false;
            lk.unlock();
        }

    }
    alive = false;
    cov.notify_one();
    t1.join();
    return 0;
}

结合建议，我修改了上面的代码。它按我的预期输出。感谢所有提供建议的人，致以最诚挚的问候。

多线程无法正常加入

Multi-thread can't join properly

c++

multithreading

condition-variable