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C++:具有 `std::lock_guard` 的互斥量是否足以同步两个 `std::thread`?

coder 2024-02-14 原文

我的问题是基于下面的 C++ 代码示例

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

class ClassUtility
{
public:
    ClassUtility() {}
    ~ClassUtility() {}

    void do_something() {
      std::cout << "do something called" << std::endl;

      using namespace std::chrono_literals;
      std::this_thread::sleep_for(1s);
    }
};


int main (int argc, const char* argv[]) {

  ClassUtility g_common_object;

  std::mutex  g_mutex;

  std::thread worker_thread_1([&](){

      std::cout << "worker_thread_1 started" << std::endl;

      for (;;) {

          std::lock_guard<std::mutex> lock(g_mutex);

          std::cout << "worker_thread_1 looping" << std::endl;
          g_common_object.do_something();
      }
  });


  std::thread worker_thread_2([&](){

      std::cout << "worker_thread_2 started" << std::endl;

      for (;;) {

          std::lock_guard<std::mutex> lock(g_mutex);

          std::cout << "worker_thread_2 looping" << std::endl;
          g_common_object.do_something();
      }
  });


  worker_thread_1.join();
  worker_thread_2.join();

  return 0;
}

如果需要,这更像是一个问题,目的是让我的理解更清楚,并获取 std::condition_variable 的示例用法。

我有 2 个 C++ std::thread,它们在 main 方法中启动。它是 osx 上的控制台应用程序。所以使用 clang 编译它。两个线程都使用一个公共(public)对象 ClassUtility 调用一个方法来完成一些繁重的任务。对于此示例代码来说明情况,两个线程都运行无限循环并仅在以下情况下关闭 该应用程序关闭,即当我在控制台上按 ctrl+c 时。

求知:

如果我只是在 std::mutex 上使用 std::lock_guard 来同步或保护对 common_obejct 的调用是否正确> 的 ClassUtility。不知何故,我似乎 因这种“只是一种互斥方法”而惹上麻烦。如果我使用互斥锁锁定循环,则没有线程启动。此外,我有时会遇到段错误。这是因为它们是 lambdas 吗? 分配给每个线程?

在 2 个线程或 lambda 之间使用 std::condition_variable 来发出信号并同步它们更好吗?如果是,那么将如何使用 std::condition_variable 在 lambda 之间?

注意: 由于提问只是为了查资料,所以这里提供的代码可能无法编译。只是提供一个真实的场景

最佳答案

您的代码是安全的

请记住,lock_guard 只是调用 .lock() 并将对 .unlock() 的调用注入(inject)到 block 的末尾。所以

{
    std::lock_guard<std::mutex> lock(g_mutex);
    std::cout << "worker_thread_1 looping" << std::endl;
    g_common_object.do_something();
}

基本上等同于:

{ 
    g_mutex.lock();
    std::cout << "worker_thread_1 looping" << std::endl;
    g_common_object.do_something();
    g_mutex.unlock();
}

除了:

  1. 即使通过异常离开 block ,也会调用解锁
  2. 它确保您不会忘记调用它。

你的代码不是并行的

您相互排除了每个线程中的所有循环体。两个线程实际上可以并行执行任何操作。使用线程的要点是每个线程都可以处理一组单独的对象(并且只读取公共(public)对象),因此它们不必被锁定。

在示例代码中,您确实应该锁定公共(public)对象上的工作; std::cout 本身是线程安全的。所以:

{ 
    std::cout << "worker_thread_1 looping" << std::endl;
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(g_mutex);
        g_common_object.do_something();
        // unlocks here, because lock_guard injects unlock at the end of innermost scope.
    }
}

我想您尝试编写的实际代码确实需要并行执行某些操作;请记住这一点。

不需要条件变量

条件变量用于当您需要一个线程等待另一个线程执行某些特定操作时。在这里,您只是确保两个线程不会同时修改对象,并且 mutex 是足够和适当的。

关于C++:具有 `std::lock_guard` 的互斥量是否足以同步两个 `std::thread`?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/43320400/

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