Programmation simultanée C++ : comment éviter la famine des threads et l'inversion des priorités ?

Pour éviter la pénurie de threads, vous pouvez utiliser des verrous équitables pour garantir une allocation équitable des ressources ou définir des priorités de thread. Pour résoudre l'inversion de priorité, vous pouvez utiliser l'héritage de priorité, qui augmente temporairement la priorité du thread détenant la ressource ; ou utiliser la promotion de verrouillage, qui augmente la priorité du thread qui a besoin de la ressource.

Programmation simultanée C++ : évitez la famine des threads et l'inversion des priorités

Dans la programmation simultanée, la famine des threads et l'inversion des priorités sont des défis courants qui peuvent conduire à des blocages et à des incertitudes. Cet article explore ces problèmes et propose des solutions, illustrées par des exemples pratiques.

Famine de thread

La famine de thread se produit lorsqu'un thread ne peut pas obtenir les ressources requises (telles que les verrous, la mémoire) pendant une longue période. Cela peut être dû au fait que d'autres threads accèdent en premier à la ressource.

Stratégie de solution :

• Utiliser le verrouillage équitable : Le verrouillage équitable garantit que tous les threads obtiennent des ressources de manière équitable et empêche un seul thread de détenir des ressources pendant une longue période.
• Définir la priorité des threads : Allouez plus d'opportunités d'exécution aux threads de haute priorité pour vous assurer qu'ils ne sont pas bloqués par des threads de faible priorité.

Inversion de priorité

L'inversion de priorité se produit lorsqu'un thread de priorité inférieure contient les ressources requises par un thread de priorité plus élevée. Cela peut empêcher les threads hautement prioritaires de s'exécuter, retardant ainsi l'achèvement des tâches.

Stratégie de solution :

• Utiliser l'héritage de priorité : Lorsqu'un thread détient une ressource, sa priorité sera temporairement augmentée pour empêcher les threads de faible priorité de récupérer la ressource.
• Utiliser la promotion du verrouillage : Lorsqu'un thread doit accéder à une ressource détenue par un thread de haute priorité, il augmentera temporairement sa priorité pour obtenir rapidement la ressource.

Cas pratique

Considérez le scénario suivant :

// 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();
}

Supposons que le thread2 s'exécute avec une priorité plus élevée que le thread1. Si le thread1 acquiert le verrou en premier et entre dans la section critique, le thread2 peut être bloqué. Lorsque thread1 libère le verrou, thread2 peut toujours ne pas être en mesure d'acquérir le verrou car thread1 a une priorité inférieure et saisira à nouveau le verrou. Cela provoque la faim du thread2.

Pour résoudre ce problème, l'héritage des priorités peut être utilisé :

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();
}

Conclusion

En comprenant la famine des threads et l'inversion des priorités et en appliquant des stratégies de résolution appropriées, les performances et la fiabilité du code simultané peuvent être considérablement améliorées.

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!