c++ 如何组织这个多线程应用程序，使它不会陷入“等待”锁的困境？

1szpjjfi 于 2023-05-02 发布在其他

关注(0)|答案(1)|浏览(98)

（更新：我有一些好主意，尝试在答案和评论-要开始尝试的东西，这周和更新时，再次工作！）
这是一个我已经挣扎了一段时间。我有一个C++类，它有许多公共函数，并且期望这些函数中的每一个都将定期从不同的线程调用。类的基本形式是这样的：

class DataProcessor
{
public:
    void process1(...);
    void process2(...);
    void process3(...);
    // etc...

    void update();
};

这是一个机器人应用程序，每个“进程”函数都用于接收来自不同传感器的数据，因此每当新的传感器数据进来时，我们都会在自己的线程中调用相应的“进程”函数。“update”函数在一个循环中使用，看起来像这样：

while(true) {
   wait 1 second;
   dataProcessor.update();
}

现在，我已经设置好了，这样每个“进程”函数都可以被并发调用而没有任何问题，但是“更新”函数不应该在任何“进程”函数执行时被调用。更新函数相当快，几乎不需要任何时间就能执行，而一些进程函数比较昂贵，可能会达到0的数量级。1-0.2秒。
到目前为止，我已经尝试了两种策略来使其安全执行，但这两种策略都导致函数花费太多时间阻塞/等待互斥锁（“互斥锁”？）解锁。
我能做的第一件事是让每个“进程”函数在执行的开始和结束时锁定和解锁自己的互斥体，然后“更新”函数必须拥有所有互斥体才能执行。当我这样做时，我会遇到以下问题：
1.“process 1”函数完成并解锁互斥锁1

update函数锁定mutex 1，并等待mutex 2被解锁
1.再次调用“procees 1”函数，但必须等待update函数解锁mutex 1
update函数在完成执行之前不能解锁mutex 1，因为它正在等待所有其他“进程”函数完成
因此，现在“process 1”函数实际上必须等待所有其他“process”函数完成，即使这些进程函数被设计为能够并发运行。
所以另一个策略是使用计数器。基本上是一个“numberOfFunctionsRunning”变量，因此每个“process”函数可以在开始时递增变量，并在结束时递减。然后update函数只能在变量为零时执行。这稍微好一点，因为现在流程函数可以再次并发执行，但现在更新函数永远等待，因为变量很少达到零。
所以，是的，我希望这是足够的信息，这是有意义的，我想做的事情。有没有什么线程策略可以用来确保“进程”函数可以执行而不需要花费大量的时间等待，同时还可以确保更新函数可以定期执行？

c++

来源：https://stackoverflow.com/questions/76131405/how-can-i-organize-this-multi-threaded-application-so-that-it-doesnt-get-stuck

1条答案

按热度按时间

yqlxgs2m1#

您可以使用std::lock以原子方式锁定所有互斥锁，如下所示：

class DataProcessor
{
public:
    void process1()
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(m1);

        // do stuff here
    }

    void process2()
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(m2);

        // do stuff here
    }

    void update()
    {
        // use std::defer_lock to hold off the locking
        std::unique_lock<std::mutex> lock1(m1, std::defer_lock);
        std::unique_lock<std::mutex> lock2(m2, std::defer_lock);

        std::lock(lock1, lock2); // lock all mutexes atomically

        // do stuff here
    }

private:
    std::mutex m1;
    std::mutex m2;
    std::mutex m3;
};

这样，void update()中的锁只有在其他函数都没有持有锁时才会生效，从而避免了死锁。

赞(0）回复(0）举报 2023-05-02

我来回答

c++ 如何组织这个多线程应用程序，使它不会陷入“等待”锁的困境？

1条答案

相关问题

热门标签

最新问答