在两个互斥锁上获取锁，避免死锁

Question

下面的代码包含一个潜在的死锁，但似乎是必要的:要安全地将数据从一个容器复制到另一个容器，必须锁定两个容器，以防止在另一个线程中发生更改。

void foo::copy(const foo & rhs)
{
    pMutex->lock();
    rhs.pMutex->lock();
    // do copy
}

Foo有一个STL容器，"do copy“本质上就是使用std::copy。如何在不引入死锁的情况下锁定两个互斥锁？

Answer 1

对foo实例施加某种总顺序，并始终以递增或递减顺序获取它们的锁，例如，先是foo1->lock()，然后是foo2->lock()。

另一种方法是使用函数语义，而不是编写一个创建新实例的foo::clone方法，而不是破坏现有实例。

如果您的代码执行大量锁定，则可能需要一个复杂的死锁避免算法，如banker's algorithm。

Answer 2

这个怎么样？

void foo::copy(const foo & rhs)
{
    scopedLock lock(rhs.pMutex); // release mutex in destructor
    foo tmp(rhs);
    swap(tmp); // no throw swap locked internally
}

这是异常安全的，也是线程安全的。为了100%节省线程，你需要检查所有的代码路径，然后用另一组眼睛再次检查，然后再次检查它……

Answer 3

正如@Mellester提到的，你可以使用std::lock来锁定多个互斥锁，避免死锁。

#include <mutex>

void foo::copy(const foo& rhs)
{
    std::lock(pMutex, rhs.pMutex);

    std::lock_guard<std::mutex> l1(pMutex, std::adopt_lock);
    std::lock_guard<std::mutex> l2(rhs.pMutex, std::adopt_lock);

    // do copy
}

但请注意，要检查rhs不是*this，因为在这种情况下，由于锁定同一互斥锁，std::lock将导致UB。