爲什麼只有一個鎖和一個原子計數器會錯誤地喚醒條件變量？

我在調試一些線程代碼，並且遇到了一些我不理解的行爲。爲什麼只有一個鎖和一個原子計數器會錯誤地喚醒條件變量？

我創建了一個線程向量。我有變量atomic_uintCounter和atomic_boolStop，告訴線程什麼時候應該停止。每個線程線程在計數器不爲零的情況下等待，然後遞減它。

在主線程中，我增加Counter，並且在條件下調用notify_one()。代碼如下。

#include <thread> 
#include <condition_variable> 
#include <atomic> 
#include <vector> 
#include <iostream> 
#include <cstdlib> 
#include <mutex> 

int main() { 
    const std::size_t  Tasks = 100u; 
    const std::size_t  Repetitions = 100u; 
    const std::size_t  Threads = 4u; 
    std::mutex    Mutex; 
    std::condition_variable Condition; 
    std::atomic_uint  Counter(0); 
    std::atomic_uint  MainCounter(0); 
    std::atomic_uint  ThreadCounter(0); 
    std::atomic_bool  Stop(false); 


    std::vector<std::thread> v; 
    for (std::size_t i = 0; i < Threads; i++) { 
     v.emplace_back([&ThreadCounter,&Mutex, &Condition, &Counter, &Stop]() -> void { 
      while (true) { 
       { 
        std::unique_lock<std::mutex> lock(Mutex); 
        Condition.wait(lock, [&Counter, &Stop]() -> bool { 
         //wait while this is false 
         return Counter.load() >= 0u || Stop; 
        }); 

        if (Stop && Counter == 0u) { 
         return; 
        } 
        ThreadCounter++; 
        if (Counter == 0) { 
         continue; 
        } 
        Counter--; 
       } 
      } //while 
     }); 
    } //for 

    for (std::size_t i = 0u; i < Tasks; i++) { 
     MainCounter++; 
     Counter++; 
     Condition.notify_one(); 
    } 
    while (Counter != 0u) { 
     std::this_thread::yield(); 
    } 

    Stop = true; 
    Condition.notify_all(); 
    for (auto& t: v) { 
     t.join(); 
    } 

    std::cout << "ThreadCounter = " << ThreadCounter.load() << std::endl; 
    std::cout << "MainCounter = " << MainCounter.load() << std::endl;  

    return 0; 
}

在線程代碼，我有一個額外的原子，ThreadCounter，跟蹤的多少次Counter實際上是遞減。

ThreadCounter總是被增加更多倍Condition.notify_one()被調用：

ThreadCounter = 212 
MainCounter = 100

這是如何發生的時候，我用一個鎖鎖定的條件？據我所知，一次只有一個線程可以訪問Counter（除了主線程）。

來源

2015-02-06 Nelarius

一個條件中的每個線程的線程等待計數器不爲零

這實際上不是你的條件：

Condition.wait(lock, [&Counter, &Stop]() -> bool { 
    //wait while this is false 
    return Counter.load() >= 0u || Stop; 
     // ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 
});

Counter無符號，因此>= 0u始終是真實的。如果Counter == 0那麼你的循環體可能會增加ThreadCounter很多次，因此你的差異。

你大概的意思是：

return Counter > 0 || Stop;

（你不需要調用那裏）

來源

2015-02-06 12:26:18 Barry

爲什麼只有一個鎖和一個原子計數器會錯誤地喚醒條件變量？

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