C++ 同時プログラミング: スレッドの枯渇と優先順位の逆転を回避するには?

スレッドの枯渇を回避するには、公平なロックを使用してリソースの公平な割り当てを確保するか、スレッドの優先順位を設定します。優先順位の逆転を解決するには、リソースを保持しているスレッドの優先順位を一時的に高める優先順位の継承を使用するか、リソースを必要とするスレッドの優先順位を高めるロック プロモーションを使用します。

C++ 同時プログラミング: スレッドの枯渇と優先順位の反転を回避する

並行プログラミングでは、スレッドの枯渇と優先順位の反転は、デッドロックや不確実性を引き起こす可能性のある一般的な課題です。この記事では、これらの問題を検討し、実際の例を示しながら解決策を提供します。

スレッド スターベーション

スレッド スターベーションは、スレッドが必要なリソース (ロック、メモリなど) を長期間取得できない場合に発生します。これは、他のスレッドが最初にリソースにアクセスしたことが原因である可能性があります。

解決策:

• フェアロックを使用する: フェアロックは、すべてのスレッドがリソースを公平に取得することを保証し、単一のスレッドがリソースを長時間保持することを防ぎます。
• スレッドの優先順位を設定する: 優先順位の高いスレッドにより多くの実行機会を割り当て、優先順位の低いスレッドによってスレッドがブロックされないようにします。

優先度の逆転

優先度の逆転は、優先度の低いスレッドが優先度の高いスレッドが必要とするリソースを保持している場合に発生します。これにより、優先度の高いスレッドが実行できなくなり、タスクの完了が遅れる可能性があります。

解決策:

• 優先度の継承を使用する: スレッドがリソースを保持すると、優先度の低いスレッドがリソースを取得するのを防ぐために、その優先度が一時的に高められます。
• ロックプロモーションを使用する: スレッドは、優先度の高いスレッドが保持しているリソースにアクセスする必要がある場合、リソースを迅速に取得するために一時的に優先度を上げます。

実際のケース

次のシナリオを考えてみましょう:

// Thread 1 (low priority)
void thread1() {
  std::mutex m;
  m.lock();
  // Critical section
  m.unlock();
}

// Thread 2 (high priority)
void thread2() {
  std::mutex m;
  m.lock();
  // Critical section
  m.unlock();
}

スレッド 2 がスレッド 1 よりも高い優先順位で実行されていると仮定します。スレッド 1 が最初にロックを取得し、クリティカル セクションに入ると、スレッド 2 がブロックされる可能性があります。スレッド 1 がロックを解放しても、スレッド 1 の優先順位が低く、再びロックを取得するため、スレッド 2 は依然としてロックを取得できない可能性があります。これにより、スレッド 2 が枯渇してしまいます。

この問題を解決するには、優先順位の継承を使用できます:

void set_thread_priority(Thread thread, int priority);

void thread1() {
  std::mutex m;
  m.lock();
  // Critical section

  // Boost thread priority while holding lock
  set_thread_priority(std::this_thread::get_id(), 2);
  m.unlock();
}

結論

スレッドの枯渇と優先順位の反転を理解し、適切な解決戦略を適用することにより、同時実行コードのパフォーマンスと信頼性を大幅に向上させることができます。

以上がC++ 同時プログラミング: スレッドの枯渇と優先順位の逆転を回避するには?の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。