解锁无主互斥锁

Question

我创建了以下类，它提供了一个acquire_lock()和release_lock()函数

class LockableObject {

public:

    void acquire_lock() {
        std::unique_lock<std::mutex> local_lock(m_mutex);
        m_lock = std::move(local_lock);
    }

    void release_lock() {
        m_lock.unlock();
    }

private:

    std::mutex m_mutex;

    std::unique_lock<std::mutex> m_lock;
};

这个类提供了一个acquire_lock和release_lock函数。我有多个线程访问同一个对象并acquire_lock在执行任何操作之前调用 ，然后调用release_lock一次，如下所示。

void ThreadFunc(int ID, LockableObject* lckbleObj)
{
    for (int i = 0; i < 1000; i++)
    {
        lckbleObj->acquire_lock();
        std::cout << "Thread with ID = " << ID << "doing work" << std::endl;
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
        lckbleObj->release_lock();
    }
}



void main()
{
    const int numThreads = 10;
    std::thread workerThreads[numThreads];
    LockableObject *testObject = new LockableObject();

    for (int i = 0; i < numThreads; i++)
    {
        workerThreads[i] = std::thread(ThreadFunc, i, testObject);
    }

    for (int i = 0; i < numThreads; i++)
    {
        workerThreads[i].join();
    }
}

在acquire_lock函数中，我首先尝试通过在构造函数中传递它 ( ) 来m_mutex使用本地堆栈std::unique_lock对象锁定底层互斥锁 ( ) m_mutex。我假设一旦std::unique_lock返回的构造函数锁定了互斥锁，然后我将unique_lock堆栈上的 移到成员变量m_lock。

该程序在某些基本方面存在缺陷，在调用期间release_lock将导致"unlock of unowned mutex"，我似乎缺少一些基本的东西std::unique_lock，正在寻找人来纠正我的理解。

Answer 1

请参阅我std::defer_lock对构造函数中缺少的评论。但是您的代码中也存在竞争条件。

该acquire_lock函数修改互斥锁的m_lock保护不足m_mutex。因此，为了确保线程安全，m_lock除了持有 之外，其他线程都不能修改m_mutex。

但是该release_lock函数m_lock在释放该互斥锁时会进行修改。因此，您在 上没有适当的同步m_lock。

这有点难以理解。这是问题代码：

    m_lock.unlock();

请注意，当此函数被输入时，m_mutex被锁定，但在其执行期间，它以没有特定保证的顺序修改m_lock和释放m_mutex。而是m_mutex保护m_lock。所以这是一种竞争条件，是不允许的。

它可以固定如下：

void release_lock() {
    std::unique_lock<std::mutex> local_lock = std::move(m_lock);
    local_lock.unlock();
}

现在，这第一行代码修改m_lock但完全m_mutex保持运行。这避免了竞争条件。

unlock如果需要，可以将其移除。的析构函数local_lock会这样做。

顺便说一下，我建议更改 API。不是提供锁定和解锁调用，而是有一种方法来创建一个拥有此对象锁定的对象。std::unique_lock<LockableObject>如果你愿意，你甚至可以使用。为什么要创建比标准提供的 API 更糟糕的新 API？