条件变量死锁示例

Question

我遇到了僵局，无法用下面的代码解释。由于“虚假唤醒”，我预计代码应该可以工作，但我认为我遗漏了一些东西。我检查了这个条件变量死锁但没有运气。

class SafeQueue
{
private:
    std::queue<int> data_queue;
    mutable std::mutex m;
    std::condition_variable cv;
    std::atomic<bool> flag{ true }; // Atomic flag to control the queue

public:
    void push(int val)
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
        data_queue.push(val);
        cv.notify_one(); // Notify waiting thread upon pushing data
    }

    bool pop(int& val)
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
        cv.wait(lock, [this]() { return !data_queue.empty() || !flag; }); // Wait until queue is not empty or flag is turned off

        if (!flag && data_queue.empty())
        {
            return false; // Queue is empty and flag is off, return false to indicate termination
        }

        if (!data_queue.empty())
        {
            val = data_queue.front();
            data_queue.pop();
            return true;
        }
        return false;
    }

    void turnOff()
    {
        flag = false;
    }

    bool isFlagOn() const
    {
        return flag;
    }
};

void consumerLoop(SafeQueue& q)
{
    while (q.isFlagOn())
    {
        int val;
        if (q.pop(val))
        {
            std::cout << "Consumed: " << val << std::endl;
        }
    }
    std::cout << "Consumer exiting" << std::endl;
}

int main()
{
    SafeQueue q;
    std::thread consumerThread(consumerLoop, std::ref(q));

    // Producer pushes some values into the queue
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
    {
        q.push(i);
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
    }

    // Turn off the queue flag
    q.turnOff();

    consumerThread.join();

    return 0;
}

您能帮忙指出发生在哪里以及如何纠正实施吗？欢迎任何其他实施建议（

我需要一个双端队列

为了简单起见，我只是包含了队列的示例）

Answer 1

consumerThread

挂在

cv.wait

上，并且仅当

push

执行

cv.notify_one()

时才会醒来。这种情况发生 10 次，然后生产者循环完成，并且

flag

被关闭 - 然而

consumerThread

仍然/再次挂在

cv.wait

上。此时，您的

consumerThread

会卡住，直到：

有人打电话给

cv.notify_one()
• （或

  cv.notify_all()

  ）您会得到虚假唤醒 - 但请记住，这些大多是您“可能”从各种现实世界条件中获得的缺陷（这就是为什么您需要像它们可能发生一样进行编码），但它们“不”是假设的发生。
• 您终止程序 在这种情况下，一个相当简单的解决方案是这样做：

void turnOff()
{
    flag = false;
    cv.notify_one();
}