以某種方式在 C++ 中錯誤地使用互斥鎖

Question

我有以下代碼可以嘗試（但失敗）來保護我的代碼中的關鍵區域。 基本上，我希望在其他線程打印另一條語句之前，任何線程都可以完全執行打印語句。

在main.h ：

pthread_mutex_t printer_mutex;

在main.c - 程序做的第一件事：

pthread_mutex_init(&printer_mutex, NULL);

線程是這樣創建的（盡管我已經刪除了一些檢查）：

for(long t = 0; t < NUM_THREADS; t++) {
   args[t].fw = fw;
   args[t].deriv_init = deriv_init;
   args[t].to_prove = fw.to_prove.at(i);
   pthread_create(&threads[t], NULL, do_derivation_helper, (void *) &args[t]);
}
for(long t = 0; t < NUM_THREADS; t++) {
  pthread_join(threads[t], NULL);
}

然后在我的 class 中執行程序中的所有打印，我有以下內容。 打印應鎖定，然后在完成后解鎖。

void InfoViewer::rule_x_fires() {
    // START CRITICAL REGION
    pthread_mutex_lock(&printer_mutex);
    cout << "INFO: Rule x fires" << endl;
    pthread_mutex_unlock(&printer_mutex);
    // END CRITICAL REGION
}

我得到的不受歡迎的 output 是：

INFO: Rule x firesINFO: Rule x fires

即在其他線程開始打印之前，該行沒有結束。

有任何想法嗎？ 我沒有正確初始化嗎？ 我可以在我的 C++ 程序中使用標准 C 樣式的線程嗎？

Answer 1

我相信問題在於在 header 文件中定義互斥變量。 這樣，每個編譯單元都會獲得自己的此類變量版本，而您只需鎖定不同的互斥鎖。 只需這樣做：

// .h header file: declare
extern pthread_mutex_t printer_mutex;

// one of the .c/.cpp files: define
pthread_mutex_t printer_mutex;

編輯0：

為了解釋為什么它使用多個定義“工作” - PThread 互斥鎖可以用兩種不同的方式初始化 - 使用pthread_mutex_init動態初始化，使用PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER靜態初始化。 查看pthread.h可以找到以下內容（32 位版本）：

# define PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER \
    { { 0, 0, 0, 0, 0, { 0 } } }

這意味着由於 static ZCD69B4957F06CD818D7BF3D61980E2 是零填充的事實，任何類型為pthread_mutex_t的 static 變量都將被正確初始化，而無需分配任何顯式值或初始化調用。 因此，您顯式地動態初始化了一個互斥鎖，所有其他互斥鎖都被隱式初始化為全零。

Answer 2

您始終可以將std::cout的使用更改為printf() 。 您在 Mac 上，這是一個 POSIX 兼容的操作系統。 printf()保證是原子的。 實際上，如果您可以使用printf以便一次生成的所有 output 由單個printf()調用執行，那么您甚至不需要互斥鎖。 std::cout沒有任何保證。 沒有任何。

如果您確實將std::cout的這種特殊用途轉換為printf您應該在整個應用程序中這樣做。 混合std::cout和printf並不是最好的主意。

Answer 3

這是一個有趣的問題。 我不認為這解決了根本問題（ostream 中的同步），但試試這個：

void InfoViewer::rule_x_fires() {
    // START CRITICAL REGION
    pthread_mutex_lock(&printer_mutex);
    cout << "INFO: Rule x fires" << endl;
    cout.flush();
    pthread_mutex_unlock(&printer_mutex);
    // END CRITICAL REGION
}