永久互斥锁导致死锁？

Question

我遇到了一个互斥锁的问题(Linux上的pthread_mutex)，如果一个线程在解锁一个互斥锁之后再次锁住它，那么另一个线程就不能很成功地获得锁。我已经附加了测试代码，其中创建了一个互斥锁，以及两个在无限循环中锁定互斥锁的线程，休眠一段时间，然后再次解锁。

我希望看到的输出是来自两个线程的“活动”消息，每个线程都有一个消息(例如121212121212。然而，我得到的是，一个线程获得了大多数锁(例如111111222222222111111111或1111111111111...)。

如果我在解锁之后添加一个usleep(1)，一切都会正常工作。显然，当线程进入休眠状态时，另一个线程会获得它的锁--然而，这不是我所期望的方式，因为另一个线程已经调用了pthread_mutex_lock。我怀疑这就是实现它的方式，因为actice线程具有优先级，但是它在这个特定的测试用例中会导致某些问题。有没有办法防止它(除了故意添加足够大的延迟或某种类型的信号)，或者我在理解上的错误在哪里？

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>

#include <string.h>
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>

pthread_mutex_t mutex;

void* threadFunction(void *id) {
 int count=0;

 while(true) {
  pthread_mutex_lock(&mutex);
  usleep(50*1000);
  pthread_mutex_unlock(&mutex);
  // usleep(1);

  ++count;
  if (count % 10 == 0) {
   printf("Thread %d alive\n", *(int*)id);
   count = 0;
  }
 }

 return 0;
}

int main() {
 // create one mutex
 pthread_mutexattr_t attr;
 pthread_mutexattr_init(&attr);
 pthread_mutex_init(&mutex, &attr);

 // create two threads
 pthread_t thread1;
 pthread_t thread2;

 pthread_attr_t attributes;
 pthread_attr_init(&attributes);

 int id1 = 1, id2 = 2;
 pthread_create(&thread1, &attributes, &threadFunction, &id1);
 pthread_create(&thread2, &attributes, &threadFunction, &id2);

 pthread_attr_destroy(&attributes);

 sleep(1000);
 return 0;
}

Answer 1

您误解了互斥锁的工作方式(至少在您的特定实现下)。互斥锁的释放不会自动交换到等待它的另一个线程。

通常，线程会一直运行，直到它们必须等待资源或耗尽它们的时间片为止。

在没有资源争用且所有线程都具有相同优先级的情况下，最公平的调度算法是在交换之前为每个线程分配相等的时间片。这是因为交换操作本身需要一些时间，所以您不希望频繁地执行该操作(相对于由线程完成的实际工作)。

如果你想在线程之间交替，你需要一些比互斥锁更具确定性的东西，比如一组条件变量：

Answer 2

这不是死锁，甚至不是活锁。这只是一个缺乏公正性的案例。如果这对你来说很重要，你应该使用确保非饥饿的原语，例如队列互斥。

Answer 3

当第一个线程解锁互斥锁时，当然会有一些延迟，然后更改才会对另一个线程生效。这可能比第一线程重锁互斥锁所花费的时间更长，因为它这次不必等待。