循环中的 C++ 范围锁阻塞另一个线程

Question

简单示例：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

std::mutex lock_m;

void childTh() {
    while(true) {
        //std::this_thread::yield();
        //std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1));
        std::unique_lock<std::mutex> lockChild(lock_m);

        std::cout << "childTh CPN1" << std::endl;

        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
    }
}

int main(int, char**) {
    std::thread thr(childTh);

    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(200));

    std::unique_lock<std::mutex> lockMain(lock_m);

    std::cout << "MainTh CPN1" << std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(10));
    return 0;
}

lockMain 上的主线程阻塞并且永远不会到达“MainTh CPN1”。我希望当 childTh 到达迭代结束时主线程应该获取 lock_m，因为 lockChild 被破坏并且 lock_m 被释放。但这永远不会发生。 您能否详细描述一下为什么主线程在 childTh 再次锁定之前没有时间获取锁？ 使用 sleep_for main 可以达到“MainTh CPN1”，但使用 yield 不能。 我知道 condition_variable 可以用来通知和解除阻塞另一个线程，但是可以只使用作用域锁吗？所以看起来在不同的线程中使用作用域锁是有风险的，即使是同一个锁。

Answer 1

在childTh 中，lockChild 在迭代结束之前不会释放互斥锁。在该迭代结束后，它立即开始下一个迭代。这意味着您只有在销毁lockChild 和在下一次迭代中初始化lockChild 之间的时间。由于这基本上发生在下一条指令中，因此lockMain 基本上没有时间获得互斥锁上的锁。为了节省 CPU 周期，典型的锁定获取将在短时间内产生，这不像单条指令那么短，因此基本上没有机会 lockMain 能够锁定互斥锁，因为它必须完美计时.如果您将childTh 更改为

void childTh() {
    while(true) {
        //std::this_thread::yield();
        //std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1));
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lockChild(lock_m);

            std::cout << "childTh CPN1" << std::endl;
        }

        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
    }
}

现在，在lockChild 释放互斥锁与在下一次迭代中重新获取互斥锁之间有 1 秒的延迟，这将允许lockMain 获取互斥锁。

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还请注意，您没有在 main 末尾的 thr 上调用 join。不这样做会导致thr 的析构函数抛出异常，这将导致您的程序不正确地终止。