如何摆脱 linux 中的僵局

Question

在多线程系统上，如果两个线程在锁定互斥量后想在共享内存上工作。

线程 A：

pthread_mutex_lock(&mutex)  
.......   //Memory corruption or Assert and thread exits  
pthread_mutex_unlock(&mutex)

线程 B：

pthread_mutex_lock(&mutex)  
.......  
pthread_mutex_unlock(&mutex)

如果线程A先获取到互斥量，然后由于内存损坏或断言而退出，线程B将永远等待导致死锁。

有没有 way/method 我可以用来摆脱这种僵局，一旦发生这种情况？
有没有其他类似互斥锁的更安全的方法可以使用？

Answer 1

如果你想让线程自己清理，一般需要自己提出或自己做。

例如，您可以使用 pthread_cleanup_push() and pthread_cleanup_pop() to ensure cleanup happens if the thread exits using pthread_exit() or if it is cancelled (by way of pthread_cancel()).

这个 API 的缺点是每对调用必须在同一个函数中，并且在同一个词法嵌套级别（例如，在你的线程的入口函数中）。我不知道你是否被允许从信号处理程序中取消线程，所以你可能无法使用 API 来处理这个问题，这些类型的错误和断言通常会使整个进程退出（不过，大概如果您要实现自己的断言变体，它可能会调用 pthread_exit()）。

确实存在其他锁类型，当所有者去世时会自动解锁（例如 flock() 锁，或 Filipe Gonçalves 展示的稳健互斥锁），但在有人丢失的情况下，您几乎无法保证状态一致性一把锁，需要在他们之后清理

Answer 2

您可以在互斥锁上设置 ROBUST 属性。使用健壮的互斥锁，如果获取它的线程由于某种原因退出而没有解锁它，互斥锁会进入一种特殊状态，在该状态下，下一个尝试锁定它的线程将获得 EOWNERDEAD.

然后该线程负责清除任何不一致的状态。如果可以恢复，线程应在 pthread_mutex_unlock(3) 之前的任何时间调用 pthread_mutex_consistent(3)，以便其他线程可以像以前一样使用它。如果无法恢复，则应在不调用 pthread_mutex_consistent(3) 的情况下解锁互斥体，使其进入无法使用的状态，唯一允许的操作是销毁它。

请注意，即使返回了 EOWNERDEAD，互斥量也会被锁定（我认为这是 pthread_mutex_lock(3) returns 出现错误但锁定互斥量的唯一条件）。

要设置 ROBUST 属性，请在初始化互斥属性实例后使用 pthread_mutexattr_setrobust(3)。请记住，这必须在初始化互斥量之前完成。所以，像这样：

pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutexattr_t mutex_attrs;

if (pthread_mutexattr_init(&mutex_attrs) != 0) {
    /* Handle error... */
}
if (pthread_mutexattr_setrobust(&mutex_attrs, PTHREAD_MUTEX_ROBUST) != 0) {
    /* Handle error... */
}
if (pthread_mutex_init(&mutex, &mutex_attrs) != 0) {
    /* Handle error... */
}

然后你可以像这样使用它：

int lock_res = pthread_mutex_lock(&mutex);

if (lock_res == EOWNERDEAD) {
    /* Someone died before unlocking the mutex
     * We assume there's no cleanup to do
     */
    if (pthread_mutex_consistent(&mutex) != 0) {
        /* Handle error... */
    }
} else if (lock_res != 0) {
    /* Some other error, handle it here */
}

/* mutex is locked here, do stuff... */

if (pthread_mutex_unlock(&mutex) != 0) {
    /* Handle error */
}

有关详细信息，您可以查看 pthread_mutex_consistent(3) and pthread_mutex_getrobust(3) / pthread_mutex_setrobust(3)

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如何摆脱 linux 中的僵局

How to come out of a deadlock in linux

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