Mengapa Saya Mendapat Kerosakan Segmentasi dalam Barisan C 11 Selamat Benang Saya Walaupun Menggunakan Pembolehubah Keadaan?

Barisan C 11 Selamat Benang: Menyelesaikan Bangun Benang Palsu

Dalam projek berbilang muka, berbilang benang secara serentak mengendalikan senarai fail . Setiap urutan boleh menambah fail pada baris gilir untuk diproses, yang sepatutnya beroperasi dengan lancar dan mengelakkan keadaan perlumbaan. Walau bagaimanapun, beberapa ralat pembahagian yang tidak dijangka telah muncul, menyebabkan penyiasatan terhadap asalnya.

Kelas FileQueue menggunakan mutexes (qMutex) dan pembolehubah keadaan (populatedNotifier) ​​untuk menyelaraskan operasi baris gilir antara benang. Apabila benang menambah fail pada baris gilir (enqueue), ia memberi isyarat kepada baris menunggu (populatedNotifier.notify_one()), dan apabila benang mendapatkan semula fail daripada baris gilir (dequeue), ia menunggu untuk baris gilir diisi (jika perlu: populatedNotifier.wait_for()).

Walaupun langkah berjaga-jaga ini, ralat segmentasi kadangkala berlaku dalam kaedah dequeue, khususnya dalam if (...wait_for(lock, timeout) == std::cv_status:: no_timeout) { } blok. Pemeriksaan kod menunjukkan bahawa baris gilir kosong pada masa ranap. Tingkah laku ini adalah paradoks kerana wait_for dijangka hanya mengembalikan cv_status::no_timeout apabila diberitahu, membayangkan bahawa fail telah ditambahkan pada baris gilir.

Bagaimanakah kesalahan yang tidak dapat dijelaskan ini boleh berlaku?

The Culprit: Spurious Wake-ups

Ternyata pembolehubah keadaan boleh mengalami "spurious wake-up" disebabkan faktor di luar kawalan program, seperti gangguan sistem atau penjadualan semula. Apabila ini berlaku, benang mungkin dibangkitkan walaupun tiada perubahan sebenar dalam keadaan yang dipantau telah berlaku.

Dalam kaedah dequeue FileQueue, pembolehubah keadaan digunakan untuk menunggu ketibaan fail baharu. Walau bagaimanapun, kerana keadaan disemak selepas keluaran kunci, baris gilir mungkin menjadi kosong semula sebelum benang memperoleh semula kunci. Akibatnya, syarat mungkin tidak lagi sah.

Penyelesaian: Keadaan Songsang dan Pengawal Kunci

Pendekatan berasaskan pembolehubah keadaan yang lebih mantap melibatkan penstrukturan semula gelung untuk gunakan keadaan songsang dan simpan kunci sepanjang keseluruhan operasi:

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

Dengan menyemak baris gilir kosong sebelum melepaskan kunci, benang memastikan keadaan itu kekal sah sepanjang masa kritikal bahagian. Jika dikejutkan secara palsu, utas itu menyemak semula keadaan sebelum meneruskan.

Pelaksanaan Alternatif: Templat untuk Baris Async

Dalam semangat baris gilir selamat benang pelaksanaan, berikut ialah templat yang menyediakan penyelesaian alternatif:

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

Pelaksanaan ini menggunakan pembolehubah mutex dan keadaan, serta gelung sementara yang memastikan keadaan (baris gilir kosong) disemak dalam kunci dan dinilai semula sekiranya berlaku bangun tidur palsu.

Atas ialah kandungan terperinci Mengapa Saya Mendapat Kerosakan Segmentasi dalam Barisan C 11 Selamat Benang Saya Walaupun Menggunakan Pembolehubah Keadaan?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!