一般来说，处理虚假唤醒的正确方法是什么？

Question

在下面的选项中，有没有正确的方法来处理使用条件变量时的虚假唤醒？

1）使用布尔值将wait(unique_lock_ul)放入无限的while循环中

unique_lock<mutex> ul(m); 
while(!full)
  cv.wait(ul);

2）与if相同

unique_lock<mutex> ul(m); 
if(!full)
  cv.wait(ul);

3）在wait()中放置一个条件，例如使用lambda函数

unique_lock<mutex> ul(m); 
cv.wait(ul, [&](){return !full;});

如果这一切都不正确，那么如何轻松应对虚假唤醒呢？

我对C ++中的条件变量很新，我不确定我读过的一些代码是否与虚假唤醒的情况有关。

Answer 1

简短的回答是，您的代码可能是正确的还是错误的;你没有准确显示full是如何被操纵的。

C ++代码的各个部分永远不是线程安全的。线程安全是代码的关系属性;如果它们永远不会导致竞争条件，那么两位代码可以相互保持线程安全。

但是一点代码永远不是线程安全的;说某事是线程安全的，就像说某事是“同一个高度”。

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“猴子看猴子做”条件变量模式是这样的：

template<class T>
class cv_bundle {
  std::mutex m;
  T payload;
  std::condition_variable cv;
public:
  explicit cv_bundle( T in ):payload(std::move(in)) {}

  template<class Test, class Extract>
  auto wait( Test&& test, Extract&& extract ) {
    std::unique_lock<std::mutex> l(m);
    cv.wait( l, [&]{ return test(payload); } );
    return extract(payload);
  }
  template<class Setter>
  void load( Setter&& setter, bool only_one = true ) {
    bool is_set = false;
    {
      std::unique_lock<std::mutex> l(m);
      is_set = setter( payload );
    }
    if (!is_set) return; // nothing to notify
    if (only_one)
      cv.notify_one();
    else
      cv.notify_all();
  }
};

test采用T& payload并且如果有消耗的东西则返回true（即，唤醒不是假的）。

extract采取T& payload并返回您想要的任何信息。它应该通常重置有效负载。

setter以T& payload将返回test的方式修改true。如果它这样做，它将返回true。如果它选择不，它返回false。

所有3个都在互斥锁中访问T payload。

现在，您可以为此生成变体，但这样做很难做到。例如，不要假设原子有效负载意味着您​​不必锁定互斥锁。

虽然我将这3个内容捆绑在一起，但您可以使用单个互斥锁来处理一堆条件变量，或者将互斥锁用于多个条件变量。有效载荷可以是布尔，计数器，数据向量或更外星的东西;通常，它必须始终受互斥锁保护。如果它是原子的，在被修改的值和通知之间的某个时间点内，必须锁定互斥锁，否则您可能会丢失通知。

手动循环控制而不是传入lambda是一种修改，但描述什么样的手动循环是合法的，哪些是竞争条件是一个复杂的问题。

实际上，除非我有充分的理由，否则我会避免让这种猴子看到猴子做“货物崇拜”的条件变量使用方式。然后我被迫阅读C ++内存和线程模型，这不是我的一天，这意味着我的代码很可能不会是正确的。

请注意，如果任何传入的lambda传入并回调到cv_bundle，我显示的代码将不再有效。

Answer 2

处理虚假唤醒时可以使用1或3路（假设full修改受同一个互斥锁保护），除非你得到谓词条件错误，它应该是：

unique_lock<mutex> ul(m); 
cv.wait(ul, [&](){return full;});

使此代码等于变体1。

变体2并不好，因为与其他2种情况不同，虚假的唤醒等待条件不会被重新检查。