当在 Python 中调用 exit() 时，C++ 析构函数中的互斥锁会导致异常答案

【问题标题】：Mutex lock in C++ destructor causes exception when exit() called in Python当在 Python 中调用 exit() 时，C++ 析构函数中的互斥锁会导致异常
【发布时间】：2017-11-17 05:26:22
【问题描述】：

我有一个应用程序加载一个带有一个类的 DLL，该类处理队列中的作业。为了保证线程安全，只要队列被修改，互斥锁就会被锁定。当应用程序退出并调用析构函数时，互斥锁被锁定以清除队列。

但是，当我在 Python 中加载此 DLL、创建对象实例并调用 exit()（在 Python 中）时，互斥锁尝试锁定时会引发异常：

Microsoft Visual Studio C 运行时库在 python.exe 中检测到一个致命错误。

我已将析构函数简化为仅在本地创建互斥体并尝试锁定它，并且仍然可以重现该问题：

QueueHandler::~QueueHandler(void)
{
    mutex mut; // in reality, this is a member of the class and there are actual operations between lock and unlock
    mut.lock(); // exception here
    mut.unlock();
}

如果我使用未修改的代码并简单地移除队列操作周围的锁，它就可以正常工作。

这是调用堆栈中看似相关的部分：

KernelBase.dll!RaiseException() Unknown
msvcr120.dll!_CxxThrowException(void * pExceptionObject, const _s__ThrowInfo * pThrowInfo) Line 154 C++
msvcr120.dll!Concurrency::details::SchedulerBase::SchedulerBase(const Concurrency::SchedulerPolicy & policy) Line 149   C++
msvcr120.dll!Concurrency::details:: SchedulerBase::CreateWithoutInitializing(const Concurrency::SchedulerPolicy & policy) Line 285  C++
msvcr120.dll!Concurrency::details:: SchedulerBase::CreateContextFromDefaultScheduler() Line 571 C++
msvcr120.dll!Concurrency::details::SchedulerBase::CurrentContext() Line 404 C++
[Inline Frame] msvcr120.dll!Concurrency::details::LockQueueNode::{ctor (unsigned int) Line 619  C++
msvcr120.dll!Concurrency::critical_section::lock() Line 1031    C++
msvcp120.dll!mtx_do_lock(_Mtx_internal_imp_t * * mtx, const xtime * target) Line 67 C++
--> MyApplication.dll!QueueHandler::~QueueHandler() Line 106    C++
MyApplication.dll!_CRT_INIT(void * hDllHandle, unsigned long dwReason, void * lpreserved) Line 416  C
MyApplication.dll!__DllMainCRTStartup(void * hDllHandle, unsigned long dwReason, void * lpreserved) Line 522    C
ntdll.dll!LdrShutdownProcess()  Unknown
ntdll.dll!RtlExitUserProcess()  Unknown
msvcr100.dll!doexit(int code, int quick, int retcaller) Line 621    C
python27.dll!000000001e13be65() Unknown
...
python27.dll!000000001e043494() Unknown
python.exe!000000001d00119e()   Unknown

问题：

如果此代码在我正常退出我的应用程序（关闭 GUI）时有效，为什么我在 Pyton 中 exit() 时会有所不同？
有没有“更正确”的方式退出 Python？
这可能与所使用的互斥锁/锁的类型有关吗？
我什至需要在我的析构函数中锁定带有队列操作的部分吗？还是可以不加锁删除队列中的对象？

编辑： MCVE： QueueHandlerApp - 运行应用程序或运行 script.py 来演示问题。

【问题讨论】：

在析构函数中加锁是绝对不行的。
@CaptainObvlious，所以您是说互斥对象在被锁定时被销毁？如果我不应该在析构函数中使用锁，那么我应该在没有锁的情况下清理队列吗？还是有其他清理队列的方法？
您在析构函数中创建了一个全新的锁，然后您将其锁定并解锁。这到底应该达到什么目的（这很有用）？
@SFBA26 那么也许您应该发布minimal reproducible example 以便我们有机会帮助您解决问题。仅仅发布不做任何事情并且我们无法编译/运行/测试的代码 sn-ps 是相当没用的。
@NeilButterworth 锁定析构函数没有错。这是operator delete 已经做的事情。任何第三方分配器也需要这个。这里的问题是 std::mutex 实现损坏，由于 Windows 上的模块取消初始化损坏，情况变得更糟。

标签： python c++ multithreading locking mutex

【解决方案1】：

有些人在遇到问题时会想，“我知道，我会用延迟初始化。”现在他们有两个问题。

这是std::mutex 的 MSVC 实现中的一个错误。在 MSVC14 之前，std::mutex 和 std::condition_variable 会懒惰地执行一些内部初始化。仅此一项就糟糕，但由于how modules are deinitialized on Windows而变得更糟。

该错误已在 MSVC14 (Visual Studio 2015) 中修复 - std::mutex 被重写为在内部使用 SRWLock。 SRWLock 是一个简单的原语，没有额外的依赖。它仅依赖于原子指令和Keyed Events 系统调用。由于内核与用户空间隔离，SRWLock 应该可以无缝地工作，无论它们在哪里使用。

似乎您正在使用 MSVC12 (Visual Studio 2013)。您应该切换到 MSVC14 (Visual Studio 2015) 或改用 Boost.Thread。

在 MSVC12 和更早版本上，std::mutex 实际上存在很多问题。有些与 CRT 中使用的实际实现有关，有些（据我所知）是由 Windows 7 中的错误引起的，并已在 Windows 8 中修复。

【讨论】：