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c++ - 为什么共享锁只能持有一把可升级锁

coder 2024-02-20 原文

The boost documentation for upgradable and shared locks说当持有共享锁时，只有一个其他线程可以获得可升级的锁。因此，如果其他线程在共享锁与可升级锁一起持有时尝试获取可升级锁，它们将阻塞。

当多个线程与一个(或多个共享锁)一起获取可升级锁时，是否存在我遗漏的死锁可能性？或者这只是一个合乎逻辑的要求(所以“不应该这样做”之类的事情)？

请注意，我不是在谈论独占锁定状态。只有可升级的锁定状态。如果可升级锁与其他共享锁一起持有，则它本质上是一个 READ 锁。那为什么不能把两把可升级的锁放在一起呢？

最佳答案

Is there some deadlock possibility that I am missing when more than one thread acquire upgradable locks

TL;DR 是的，有。

along with one (or more than one shared lock)

这并没有真正影响死锁的可能性。与独占锁相比，在存在可升级锁的情况下允许共享锁只是可升级锁的一个特性。

让我们首先考虑可升级锁的用途。我们设想如下情况:

  • 多个写入线程必须检查条件(读取操作)，然后根据条件修改状态
  • 检查条件很昂贵
  • 很少满足条件。
  • 其他线程也读取状态。

现在，让我们考虑一下我们只有读(共享)/写(独占)锁，没有可升级的锁:

  1. Writer 获取独占锁，并开始检查条件
  2. 其他线程必须在昂贵的检查操作运行时阻塞 - 即使它们只需要读取。

检查-写入周期的读取部分甚至会阻塞读取线程，这可能被认为是一个缺点。因此，让我们考虑一个替代方案:

  1. Writer 获取共享锁，并开始检查条件
  2. 其他线程也可以使用共享锁
  3. Writer 已检查条件，并释放读锁
  4. 条件已满足，writer 现在尝试获取独占锁以继续

在 3. 和 4. 之间，不止一个作者可能已经完成了状态检查——因为他们可以同时检查——并且现在正在竞相获取独占锁。只有一个可以获胜，其他人必须阻止。当他们阻塞时，获胜者正在修改状态。

在这种情况下，等待获取独占锁的写入者不能再假设他们检查的条件有效!另一个作者可能先于他们抢到了锁，现在状态已经被修改了。他们可以忽略这一点，这可能会导致未定义的行为，具体取决于与条件和修改的关系。或者，他们可以在获得独占锁时再次检查条件，这使我们回到第一种方法，除了可能由于竞争而无用的冗余检查。无论哪种方式，这种方法都比第一种方法差。

上述情况的解决方案是特权读(可升级)锁:

  1. Writer 获取特权锁，并开始检查条件
  2. 其他线程可以使用共享锁
  3. Writer 已检查满足的条件，并升级为独占锁(必须阻塞直到其他锁被释放)

让我们考虑一种情况，多个写入者被授予特权锁。他们可以同时检查昂贵的条件，这很好，但他们仍然需要争先恐后地升级锁。这一次，竞争导致了死锁，因为每个写入者都持有读锁，等待所有读锁被释放，然后才能升级。

如果可升级锁相对于其他可升级锁是独占的，那么这个死锁就不会发生，昂贵的检查和修改之间不存在竞争，但读取线程可能在写入检查时仍然运行。

关于c++ - 为什么共享锁只能持有一把可升级锁，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/38650540/

amp43独占lisectionc++multithreadingc++11boostmutex

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