草庐IT

c++ - 如何正确退出可能正在等待 std::condition_variable 的 std::thread?

coder 2024-02-21 原文

我有一个类使用互斥锁和两个条件变量实现线程化生产者/消费者系统以进行同步。当有元素要使用时,生产者向消费者线程发出信号,而消费者在消费完元素时向生产者线程发出信号。线程继续生产和消费,直到析构函数通过设置 bool 变量请求它们退出。因为任何一个线程都可能在等待条件变量,所以我必须对 quit 变量进行第二次检查,这感觉不对而且很乱......

我已将问题简化为以下(使用 g++4.7 在 GNU/Linux 上工作)示例:

// C++11and Boost required.
#include <cstdlib> // std::rand()
#include <cassert>

#include <boost/circular_buffer.hpp>

#include <atomic>
#include <chrono>
#include <condition_variable>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>
#include <vector>

// Creates a single producer and single consumer thread.
class prosumer
{
    public:
        // Create the circular buffer and start the producer and consumer thread.
        prosumer()
            : quit_{ false }
            , buffer_{ circular_buffer_capacity }
            , producer_{ &prosumer::producer_func, this }
            , consumer_{ &prosumer::consumer_func, this }
        {}

        // Set the quit flag and wait for the threads to exit.
        ~prosumer()
        {
            quit_ = true;
            producer_.join();
            consumer_.join();
        }

    private:
        // Thread entry point for the producer.
        void producer_func()
        {
            // Value to add to the ringbuffer to simulate data.
            int counter = 0;

            while ( quit_ == false )
            {
                // Simulate the production of some data.
                std::vector< int > produced_items;
                const auto items_to_produce = std::rand() % circular_buffer_capacity;
                for ( int i = 0; i < items_to_produce; ++i )
                {
                    produced_items.push_back( ++counter );
                }

                // Get a lock on the circular buffer.
                std::unique_lock< std::mutex > lock( buffer_lock_ );

                // Wait for the buffer to be emptied or the quit flag to be set.
                buffer_is_empty_.wait( lock, [this]()
                        {
                            return buffer_.empty() == true || quit_ != false;
                        } );

                // Check if the thread was requested to quit.
                if ( quit_ != false )
                {
                    // Don't let the consumer deadlock.
                    buffer_has_data_.notify_one();
                    break;
                }

                // The buffer is locked by this thread. Put the data into it.
                buffer_.insert( std::end( buffer_ ), std::begin( produced_items ), std::end( produced_items ) );

                // Notify the consumer that the buffer has some data in it.
                buffer_has_data_.notify_one();
            }
            std::cout << "producer thread quit\n";
        }


        // Thread entry for the consumer.
        void consumer_func()
        {
            int counter_check = 0;

            while ( quit_ == false )
            {
                std::unique_lock< std::mutex > lock( buffer_lock_ );

                // Wait for the buffer to have some data before trying to read from it.
                buffer_has_data_.wait( lock, [this]()
                        {
                            return buffer_.empty() == false || quit_ != false;
                        } );

                // Check if the thread was requested to quit.
                if ( quit_ != false )
                {
                    // Don't let the producer deadlock.
                    buffer_is_empty_.notify_one();
                    break;
                }

                // The buffer is locked by this thread. Simulate consuming the data.
                for ( auto i : buffer_ ) assert( i == ++counter_check );
                buffer_.clear();

                // Notify the producer thread that the buffer is empty.
                buffer_is_empty_.notify_one();
            }
            std::cout << "consumer thread quit\n";
        }

        // How many items the circular buffer can hold. 
        static const int circular_buffer_capacity = 64;

        // Flag set in the destructor to signal the threads to stop.
        std::atomic_bool quit_;

        // Circular buffer to hold items and a mutex for synchronization.
        std::mutex buffer_lock_;
        boost::circular_buffer< int > buffer_;

        // Condition variables for the threads to signal each other.
        std::condition_variable buffer_has_data_;
        std::condition_variable buffer_is_empty_;

        std::thread producer_;
        std::thread consumer_;
};


int main( int argc, char **argv )
{
    (void)argc; (void) argv;

    prosumer test;

    // Let the prosumer work for a little while.
    std::this_thread::sleep_for( std::chrono::seconds( 3 ) );

    return EXIT_SUCCESS;
}

如果您查看 producer_func 和 consumer_func 线程函数,您会发现它们会循环直到 quit 变量被 prosumer 析构函数设置,但它们也会在锁定循环缓冲区后再次检查 quit 变量。如果设置了 quit 变量,它们会互相发送信号以防止死锁。

我的另一个想法是在析构函数的条件变量上调用 notify_one(),这会是更好的解决方案吗?

有更好的方法吗?

更新 1:我忘了说,在这种情况下,当线程被请求退出时,消费者不需要消耗循环缓冲区中的任何剩余数据,如果生产者也多生产一点也没关系。只要他们都退出并且不陷入僵局,一切都会好起来的。

最佳答案

在我看来,在调用 join 之前在析构函数中的两个条件变量上调用 notify_one(或者更确切地说是 notify_all,如果您要将缓冲区扩展到多个生产者/消费者)将是首选解决方案,原因如下:

首先,这符合条件变量的典型使用方式:通过设置 quit_,您可以更改生产者/消费者线程感兴趣并等待的状态,因此您应该通知他们状态更改。

此外,notify_one 不应该是一个非常昂贵的操作。

此外,在更实际的应用中,可能会出现在两个元素的生成之间存在延迟的情况;在这种情况下,您可能不想阻塞析构函数,直到消费者注意到它必须在下一个元素入队后立即取消;在示例代码中,据我所知,这并没有发生。

关于c++ - 如何正确退出可能正在等待 std::condition_variable 的 std::thread?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/14151328/

有关c++ - 如何正确退出可能正在等待 std::condition_variable 的 std::thread?的更多相关文章

  1. ruby - 如何使用 Nokogiri 的 xpath 和 at_xpath 方法 - 2

    我正在学习如何使用Nokogiri,根据这段代码我遇到了一些问题:require'rubygems'require'mechanize'post_agent=WWW::Mechanize.newpost_page=post_agent.get('http://www.vbulletin.org/forum/showthread.php?t=230708')puts"\nabsolutepathwithtbodygivesnil"putspost_page.parser.xpath('/html/body/div/div/div/div/div/table/tbody/tr/td/div

  2. ruby - 如何从 ruby​​ 中的字符串运行任意对象方法? - 2

    总的来说,我对ruby​​还比较陌生,我正在为我正在创建的对象编写一些rspec测试用例。许多测试用例都非常基础,我只是想确保正确填充和返回值。我想知道是否有办法使用循环结构来执行此操作。不必为我要测试的每个方法都设置一个assertEquals。例如:describeitem,"TestingtheItem"doit"willhaveanullvaluetostart"doitem=Item.new#HereIcoulddotheitem.name.shouldbe_nil#thenIcoulddoitem.category.shouldbe_nilendend但我想要一些方法来使用

  3. python - 如何使用 Ruby 或 Python 创建一系列高音调和低音调的蜂鸣声? - 2

    关闭。这个问题是opinion-based.它目前不接受答案。想要改进这个问题?更新问题,以便editingthispost可以用事实和引用来回答它.关闭4年前。Improvethisquestion我想在固定时间创建一系列低音和高音调的哔哔声。例如:在150毫秒时发出高音调的蜂鸣声在151毫秒时发出低音调的蜂鸣声200毫秒时发出低音调的蜂鸣声250毫秒的高音调蜂鸣声有没有办法在Ruby或Python中做到这一点?我真的不在乎输出编码是什么(.wav、.mp3、.ogg等等),但我确实想创建一个输出文件。

  4. ruby-on-rails - 如何验证 update_all 是否实际在 Rails 中更新 - 2

    给定这段代码defcreate@upgrades=User.update_all(["role=?","upgraded"],:id=>params[:upgrade])redirect_toadmin_upgrades_path,:notice=>"Successfullyupgradeduser."end我如何在该操作中实际验证它们是否已保存或未重定向到适当的页面和消息? 最佳答案 在Rails3中,update_all不返回任何有意义的信息,除了已更新的记录数(这可能取决于您的DBMS是否返回该信息)。http://ar.ru

  5. ruby-on-rails - 'compass watch' 是如何工作的/它是如何与 rails 一起使用的 - 2

    我在我的项目目录中完成了compasscreate.和compassinitrails。几个问题:我已将我的.sass文件放在public/stylesheets中。这是放置它们的正确位置吗?当我运行compasswatch时,它不会自动编译这些.sass文件。我必须手动指定文件:compasswatchpublic/stylesheets/myfile.sass等。如何让它自动运行?文件ie.css、print.css和screen.css已放在stylesheets/compiled。如何在编译后不让它们重新出现的情况下删除它们?我自己编译的.sass文件编译成compiled/t

  6. ruby - 如何将脚本文件的末尾读取为数据文件(Perl 或任何其他语言) - 2

    我正在寻找执行以下操作的正确语法(在Perl、Shell或Ruby中):#variabletoaccessthedatalinesappendedasafileEND_OF_SCRIPT_MARKERrawdatastartshereanditcontinues. 最佳答案 Perl用__DATA__做这个:#!/usr/bin/perlusestrict;usewarnings;while(){print;}__DATA__Texttoprintgoeshere 关于ruby-如何将脚

  7. ruby - 如何以所有可能的方式将字符串拆分为长度最多为 3 的连续子字符串? - 2

    我试图获取一个长度在1到10之间的字符串,并输出将字符串分解为大小为1、2或3的连续子字符串的所有可能方式。例如:输入:123456将整数分割成单个字符,然后继续查找组合。该代码将返回以下所有数组。[1,2,3,4,5,6][12,3,4,5,6][1,23,4,5,6][1,2,34,5,6][1,2,3,45,6][1,2,3,4,56][12,34,5,6][12,3,45,6][12,3,4,56][1,23,45,6][1,2,34,56][1,23,4,56][12,34,56][123,4,5,6][1,234,5,6][1,2,345,6][1,2,3,456][123

  8. ruby - 如何指定 Rack 处理程序 - 2

    Rackup通过Rack的默认处理程序成功运行任何Rack应用程序。例如:classRackAppdefcall(environment)['200',{'Content-Type'=>'text/html'},["Helloworld"]]endendrunRackApp.new但是当最后一行更改为使用Rack的内置CGI处理程序时,rackup给出“NoMethodErrorat/undefinedmethod`call'fornil:NilClass”:Rack::Handler::CGI.runRackApp.newRack的其他内置处理程序也提出了同样的反对意见。例如Rack

  9. ruby - 如何每月在 Heroku 运行一次 Scheduler 插件? - 2

    在选择我想要运行操作的频率时,唯一的选项是“每天”、“每小时”和“每10分钟”。谢谢!我想为我的Rails3.1应用程序运行调度程序。 最佳答案 这不是一个优雅的解决方案,但您可以安排它每天运行,并在实际开始工作之前检查日期是否为当月的第一天。 关于ruby-如何每月在Heroku运行一次Scheduler插件?,我们在StackOverflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/8692687/

  10. ruby-on-rails - 如何从 format.xml 中删除 <hash></hash> - 2

    我有一个对象has_many应呈现为xml的子对象。这不是问题。我的问题是我创建了一个Hash包含此数据,就像解析器需要它一样。但是rails自动将整个文件包含在.........我需要摆脱type="array"和我该如何处理?我没有在文档中找到任何内容。 最佳答案 我遇到了同样的问题;这是我的XML:我在用这个:entries.to_xml将散列数据转换为XML,但这会将条目的数据包装到中所以我修改了:entries.to_xml(root:"Contacts")但这仍然将转换后的XML包装在“联系人”中,将我的XML代码修改为

随机推荐