多線程和關鍵部分使用 - C ++

Question

關於在多線程應用程序中正確使用關鍵部分，我有點困惑。 在我的應用程序中，有幾個在線程之間共享的對象（一些循環緩沖區和一個串行端口對象）。 是否應將這些對象的訪問權限置於關鍵部分內，或僅在特定時間進行？ 我懷疑只是在某些時候，因為當我嘗試用EnterCriticalSection / LeaveCriticalSection包裝每個用法時，我遇到了似乎是死鎖的情況。 您可能有任何見解將不勝感激。 謝謝。

Answer 1

如果您跨線程共享資源，並且其他一些線程在其他線程寫入時讀取，那么它必須始終受到保護。

如果不了解更多關於代碼的內容，很難提供更多建議，但這里有一些要記住的一般要點。

1）關鍵部分保護資源 ，而不是流程 。

2）在所有線程中以相同的順序輸入/離開關鍵部分。 如果線程A進入Foo，然后輸入Bar，則線程B必須以相同的順序輸入Foo和Bar。 如果你不這樣做，你可以創建一個種族。

3）進入和離開必須以相反的順序進行。 例如，由於您輸入了Foo然后進入了Bar，您必須在離開Foo之前​​離開Bar。 如果不這樣做，可能會造成死鎖。

4）合理地在最短的時間內保持鎖定。 如果你在開始使用Bar之前已經完成了Foo，那么在抓住Bar之前釋放Foo。 但是你仍然必須從上面牢記訂購規則。 在同時使用Foo和Bar的每個線程中，您必須以相同的順序獲取和釋放：

  Enter Foo
  Use Foo
  Leave Foo
  Enter Bar
  Use Bar
  Leave Bar

5）如果你只讀了99.9％的時間並寫了0.1％的時間，不要試圖聰明。 即使你只是在閱讀，你仍然必須進入暴擊秒。 這是因為當你在閱讀過程中時，你不希望寫入開始。

6）保持關鍵部分的細化。 每個關鍵部分應該保護一個資源，而不是多個資源。 如果你使關鍵部分太“大”，你可以序列化你的應用程序或創建一組非常神秘的死鎖或種族。

Answer 2

在支持RAII的關鍵部分周圍使用C ++包裝器：

{
    CriticalSectionLock lock ( mutex_ );

    Do stuff...
}

鎖的構造函數獲取互斥鎖，即使拋出異常，析構函數也會釋放互斥鎖。

盡量不要一次獲得超過一個鎖，並盡量避免在持有鎖時調用類外的函數; 這有助於避免在不同的地方獲得鎖定，因此您可以減少死鎖的可能性。

如果您必須同時獲得多個鎖，請按地址對鎖進行排序並按順序獲取。 這樣，多個進程在沒有協調的情況下以相同的順序獲得相同的鎖。

使用IO端口，考慮是否需要在輸入的同時鎖定輸出 - 通常情況下有一些東西試圖寫入，然后期望讀取，反之亦然。 如果你有兩個鎖，那么你可以在一個線程寫入然后讀取時獲得死鎖，然后另一個讀取然后寫入。 通常有一個執行IO的線程和一個請求隊列解決了這個問題，但這比僅使用鎖包裝調用要復雜一點，而且沒有更多細節我不推薦它。