Pourquoi est-ce que j'obtiens des erreurs de segmentation dans ma file d'attente Thread-Safe C 11 malgré l'utilisation de variables de condition ?

Files d'attente Thread-Safe C 11 : résolution des réveils de thread parasites

Dans un projet à multiples facettes, plusieurs threads gèrent simultanément une liste de fichiers . Chaque thread peut ajouter des fichiers à la file d'attente pour le traitement, ce qui devrait fonctionner de manière transparente et éviter les conditions de concurrence. Cependant, des erreurs de segmentation inattendues sont apparues, ce qui a donné lieu à une enquête sur leur origine.

La classe FileQueue utilise des mutex (qMutex) et des variables de condition (populatedNotifier) ​​pour coordonner les opérations de file d'attente entre les threads. Lorsqu'un thread ajoute un fichier à la file d'attente (mise en file d'attente), il signale le thread en attente (populatedNotifier.notify_one()), et lorsqu'un thread récupère un fichier de la file d'attente (dequeue), il attend que la file d'attente soit remplie (si nécessaire : populatedNotifier.wait_for()).

Malgré ces précautions, des erreurs de segmentation se produisent occasionnellement dans la méthode dequeue, notamment au sein du if (...wait_for(lock, timeout) == std::cv_status:: no_timeout) { } bloc. L'examen du code indique que la file d'attente était vide au moment du crash. Ce comportement est paradoxal car wait_for ne devrait renvoyer cv_status::no_timeout que lorsqu'il est averti, ce qui implique qu'un fichier a été ajouté à la file d'attente.

Comment cette erreur inexplicable peut-elle se produire ?

Le coupable : les réveils parasites

Il s'avère que les variables de condition peuvent subir des « réveils parasites » en raison de facteurs indépendants de la volonté du programme, tels que des interruptions du système ou des reprogrammations. Lorsque cela se produit, un thread peut être réveillé même si aucun changement réel dans la condition surveillée ne s'est produit.

Dans la méthode de retrait de la file d'attente FileQueue, la variable de condition est utilisée pour attendre l'arrivée d'un nouveau fichier. Cependant, comme la condition est vérifiée après la libération du verrou, il est possible que la file d'attente redevienne vide avant que le thread n'acquière à nouveau le verrou. Par conséquent, la condition peut ne plus être valide.

La solution : condition inverse et protection de verrouillage

Une approche plus robuste basée sur des variables de condition implique de restructurer la boucle pour utilisez la condition inverse et conservez le verrou tout au long de l'opération :

<code class="cpp">while (q.empty()) {
    populatedNotifier.wait(lock);
}</code>

En vérifiant la file d'attente vide avant de libérer le verrou, le thread s'assure que la condition reste valide tout au long de la période critique section. En cas de réveil parasite, le thread revérifie la condition avant de continuer.

Implémentation alternative : un modèle pour une file d'attente asynchrone

Dans l'esprit d'une file d'attente thread-safe mise en œuvre, voici un modèle qui propose une solution alternative :

<code class="cpp">while (q.empty()) {
    populatedNotifier.wait(lock);
}</code>

Cette implémentation utilise un mutex et une variable de condition, ainsi qu'une boucle while qui garantit que la condition (une file d'attente vide) est vérifiée dans le verrou et réévaluée en cas de réveil intempestif.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!