std::condition_variable::notify_one是可重入的吗?

Is std::condition_variable::notify_one reentrant?

本文关键字：one condition variable notify std      更新时间：2023-10-16

我可以安全地执行以下代码吗？是否有可能在这里出现死锁或一些意外行为，尤其是当 SIGINT 到达时？

#include <atomic>
#include <condition_variable>
#include <csignal>
std::mutex m;
std::condition_variable cv;
std::atomic<bool> flag(false);
void f1(){
std::signal(SIGTERM, [](int signal){flag.store(true, 
std::memory_order_release); cv.notify_one();});//register for signal
std::unique_lock<std::mutex> mtx(m);
cv.wait(mtx, []{return flag.load(std::memory_order_consume);});//wait for signal or f2() notify
}
void f2(){
flag.store(true, std::memory_order_release);
cv.notify_one();
}
int main(){
std::thread th1(f1);
std::thread th2(f2);
th1.join();
th2.join();
return 0;
}
pthread

函数和使用这些函数std::condition_variable和std::mutex不是异步信号安全的。请参阅man signal-safety(7)中的异步信号安全功能列表。

有点跑题：如果在更新flag时不锁定互斥锁，则会导致错过通知。想象一下场景：

Thread 1        | Thread 2
| mutex.lock()
| flag == false
| cv.wait(mtx, []{return flag;}):
|     while(!flag)
flag = true     | 
cv.notify_one() | <--- this notification is lost
|         cv.wait(mtx); <--- waits for the next notification

这是一个非常微妙但非常常见的编程错误。当条件变量经常被通知时，很难注意到丢失的通知和引入的延迟。只有当条件变量仅在问题变得明显时才通知。

条件变量没有状态，它们只是一种(干扰(通知机制，与 Windows 事件不同，这是一个混淆因素。

更新flag时锁定互斥锁可解决此问题。

如果要在接收到信号时通知条件变量，请创建一个专用于信号处理的线程。例：

#include <condition_variable>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <signal.h>
std::mutex m;
std::condition_variable cv;
bool flag = false;
void f1(){
std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
while(!flag)
cv.wait(lock);
}
void signal_thread() {
sigset_t sigset;
sigfillset(&sigset);
int signo = ::sigwaitinfo(&sigset, nullptr);
if(-1 == signo)
std::abort();
std::cout << "Received signal " << signo << 'n';
m.lock();
flag = true;
m.unlock();
cv.notify_one();
}
int main(){
sigset_t sigset;
sigfillset(&sigset);
::pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &sigset, nullptr);
std::thread th1(f1);
std::thread th2(signal_thread);
th1.join();
th2.join();
}

请注意，必须在所有线程中阻止信号，以便只有信号处理程序线程接收这些信号。

相关文章：