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C++ 多线程编程中死锁预防和检测机制

王林

发布： 2024-05-14 18:51:02

原创

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多线程死锁预防机制包括：1. 锁顺序；2. 测试并设置。检测机制包括：1. 超时；2. 死锁检测器。文章举例共享银行账户，通过锁顺序避免死锁，为转账函数先请求转出账户再请求转入账户的锁。

C++ 多线程编程中死锁预防和检测机制

C++ 多线程编程中的死锁预防和检测机制

在多线程环境中，死锁是一个常见的错误，可能导致程序停止响应。死锁发生在多个线程无限期地等待彼此释放锁时，从而形成循环等待的局面。

为了避免和检测死锁，C++ 提供了几种机制：

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锁顺序：为所有共享的可变数据制定一个严格的请求锁顺序，确保所有线程始终以相同的顺序请求锁。
测试并设置：使用 std::atomic 库提供的 std::atomic_flag 等测试并设置变量，检查锁是否已请求，然后立即设置它。

检测机制

超时：为锁请求设置超时时间，如果超过时间仍未获得锁，则引发异常或采取其他适当措施。
死锁检测器：使用诸如 Boost.Thread 这样的第三方库来监控线程活动，检测死锁并采取必要措施。

实战案例：

考虑以下共享银行账户示例：

class BankAccount {
private:
    std::mutex m_;
    int balance_;
public:
    void deposit(int amount) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(m_);
        balance_ += amount;
    }

    bool withdraw(int amount) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(m_);
        if (balance_ >= amount) {
            balance_ -= amount;
            return true;
        }
        return false;
    }
};

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避免死锁的方法是使用锁顺序：先请求 deposit() 锁，然后再请求 withdraw() 锁。

void transfer(BankAccount& from, BankAccount& to, int amount) {
    std::lock_guard<std::mutex> fromLock(from.m_);
    std::lock_guard<std::mutex> toLock(to.m_);

    if (from.withdraw(amount)) {
        to.deposit(amount);
    }
}

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通过按照转账的顺序请求锁，可以防止死锁。

以上就是C++ 多线程编程中死锁预防和检测机制的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！