奇怪的C ++ 11互斥行为

Question

我正在尝试使用二进制的实现计数信号量。

代码逻辑是众所周知的，并且在使用Qt的QMutex类之前已经过测试，并且可以正常工作（已使用生产者-消费者多线程驱动程序进行了测试）。 我尝试过手动控制l互斥锁（以锁定类）， lock_guard和unique_lock对象，但没有任何效果。

甚至当其他线程调用block.unlock()时，调用acquire()线程似乎也会在block互斥体上被block （尽管block.unlock() 。 使代码起作用的唯一方法是用while(block.try_lock());替换block.lock()行while(block.try_lock()); 然后，一切正常。

如果我用条件变量替换block互斥锁，则该代码有效。

#include <mutex>

class semaphore
{
private:
    int value=0;
    std::mutex l, block;

public:
    semaphore(int i=0);
    semaphore(const semaphore&)=delete;
    semaphore(const semaphore&&)=delete;
    semaphore & operator=(const semaphore&)=delete;
    semaphore & operator=(const semaphore&&)=delete;
    void acquire();
    void acquire(unsigned int i);
    void release(unsigned int i=1);
    int available();
    bool try_acquire(unsigned int i=1);
};

//---------------------------------
semaphore::semaphore(int i)
{
    value=i;
    block.lock(); // make sure that any thread trying to lock will block
}
//---------------------------------
void semaphore::acquire()
{
    l.lock();
    value--;  

    if(value <0)
     {
        l.unlock();  // release the semaphore while waiting
        while( block.try_lock());  // LINES IN QUESTION 
        //block.lock();            // LINES IN QUESTION 
     }
     else
         l.unlock();
}
//---------------------------------
void semaphore::acquire(unsigned int i)
{ 
    while(i--)
        this->acquire();
}
//---------------------------------
void semaphore::release(unsigned int i)
{
  l.lock();
  while(i--)
    {
      value++;  
      if(value <=0)
        block.unlock();
    }
  l.unlock();  
}
//---------------------------------
int semaphore::available()
{
    std::unique_lock<std::mutex> guard(l);
    return value;
}
//---------------------------------
bool semaphore::try_acquire(unsigned int i)
{
    l.lock();
    bool res=false;
    if(value>=(int)i)
    {
        value-=i;
        res=true;
    }
    l.unlock();
    return res;
}

Answer 1

未定义的行为：

• try_lock不能由已经拥有互斥锁的线程调用，否则，行为是不确定的。 行while( block.try_lock()); 是不正确的。
• 只有拥有互斥量的线程才能调用unlock ，否则行为是不确定的。

＃2对于QtMutex也是错误的。 如果代码是“有效的”，那么它是偶然发生的。

您需要一个适当的信号量实现， 此处部分介绍了该实现。