C++ 多執行緒程式設計中死鎖預防與偵測機制

多執行緒死鎖預防機制包括：1. 鎖定順序；2. 測試並設定。偵測機制包括：1. 逾時；2. 死鎖偵測器。文章舉例共享銀行帳戶，透過鎖定順序避免死鎖，為轉帳函數先請求轉出帳戶再請求轉入帳戶的鎖。

C++ 多執行緒程式設計中的死鎖預防與偵測機制

在多執行緒環境中，死鎖是常見的錯誤，可能導致程式停止回應。死鎖發生在多個執行緒無限期地等待彼此釋放鎖時，從而形成循環等待的局面。

為了避免和偵測死鎖，C++ 提供了幾種機制：

預防機制

• ##鎖定順序：為所有共享的可變資料製定嚴格的請求鎖定順序，確保所有執行緒始終以相同的順序請求鎖定。
• 測試並設定：使用std::atomic 庫提供的std::atomic_flag 等測試並設定變量，檢查鎖定是否已請求，然後立即設定它。

偵測機制

• 逾時：為鎖定請求設定逾時時間，如果超過時間仍未取得鎖定，則引發異常或採取其他適當措施。
• 死鎖偵測器：使用諸如 Boost.Thread 這樣的第三方函式庫來監控執行緒活動，偵測死鎖並採取必要措施。

實戰案例：

考慮以下共享銀行帳戶範例：

class BankAccount {
private:
    std::mutex m_;
    int balance_;
public:
    void deposit(int amount) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(m_);
        balance_ += amount;
    }

    bool withdraw(int amount) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(m_);
        if (balance_ >= amount) {
            balance_ -= amount;
            return true;
        }
        return false;
    }
};

避免死鎖的方法是使用鎖定順序：先請求

deposit() 鎖定，然後再請求withdraw() 鎖定。

void transfer(BankAccount& from, BankAccount& to, int amount) {
    std::lock_guard<std::mutex> fromLock(from.m_);
    std::lock_guard<std::mutex> toLock(to.m_);

    if (from.withdraw(amount)) {
        to.deposit(amount);
    }
}

透過依照轉帳的順序請求鎖，可以防止死鎖。

以上是C++ 多執行緒程式設計中死鎖預防與偵測機制的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！