互斥锁/解锁顺序答案

【问题标题】：Mutex lock/unlock order互斥锁/解锁顺序
【发布时间】：2015-02-24 07:28:23
【问题描述】：

我很感兴趣互斥体（不取决于特定语言）必须保持锁定/解锁的顺序吗？
这是示例 C++ 代码：

std::mutex testVecMtx;
std::vector<int> testVec;

void testPush(int v){
  std::lock_guard<std::mutex> lk(testVecMtx);

  if (testVec.empty()){
    // wait some time to get more threads waiting on testVecMtx
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(3000));
  }

  testVec.push_back(v);
}

void Main_TEST(){
  std::list<std::thread> thList;

  for (int i = 0; i < 1000; i++){
    thList.push_front(std::thread(testPush, i));
  }

  for (auto &i : thList){
    if (i.joinable()){
        i.join();
    }
  }

  bool ok = true;

  for (int i = 0; i < (testVec.size() - 1) && ok; i++){
    ok = testVec[i + 1] - testVec[i] == 1;
  }

  if (ok){
    int stop = 243; // 1st breaking point here...
  }
  else{
    int stop = 432; // ...and 2nd here
  }
}

在 VS2013 中多次在调试和发布模式下运行此代码（进行一些更改以使代码未优化）模式后，我总是只在第一个断点处被击中。

【问题讨论】：

标签： c++ mutex

【解决方案1】：

不，对订单没有任何保证。它只是碰巧在你的机器上以这种方式工作（例如，在我的电脑上ok 并不总是如此）。

【讨论】：

它在 Windows 下也不能以这种方式可靠地工作。来自MSDN：“不要假设先进先出 (FIFO) 顺序。内核模式 APC 等外部事件可以改变等待顺序。”在 OP 的测试中恰好没有这样的事件。
此外，调试器的交互对事件的顺序有显着影响是很常见的（如果没有发生，则完全正常奇怪）。您可能会在调试器中获得一致的顺序，但在外部获得不同的顺序并且可能不太一致。
您是否在您的计算机上运行此程序并遇到 ok 不正确的情况？
无法保证，但不会经常发生。

【解决方案2】：

不，对订单没有任何保证。

您可以尝试使用条件变量：

#include <thread>
#include <vector>
#include <array>
#include <list>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

const int MAX = 100; //***
std::mutex testVecMtx;
std::vector<int> testVec;
std::array<std::condition_variable,MAX+1> Notifications; //***
int Current = 0; //***

void testPush(int v){
  std::unique_lock<std::mutex> lk(testVecMtx);
  while (v != Current){
    Notifications[v].wait(lk);
  }

  testVec.push_back(v);
  Current++;

  if (v != MAX)
    Notifications[v+1].notify_all();
}

int main(){
  std::list<std::thread> thList;

  for (int i = 0; i < MAX; i++){
    thList.push_front(std::thread(testPush,i));
  }

  for (auto &i : thList){
        i.join();
  }

  bool ok = true;

  for (int i = 0; i < (testVec.size() - 1) && ok ;i++){
    ok = (testVec[i + 1] - testVec[i]) == 1;

  }

  if (ok){
    int stop = 243; // 1st breaking point here...
//    std::cout<<"Ok"<<std::endl;
  }
  else{
    int stop = 432; // ...and 2nd here
  }
}

【讨论】：