C 11 Thread-sichere Warteschlange: Verständnis und Fehlerbehebung

Sie stoßen auf einen Segmentierungsfehler in Ihrer Thread-sicheren Warteschlangenimplementierung innerhalb der dequeue()-Funktion, insbesondere wenn die Warteschlange leer ist. Diese Anomalie tritt auf, weil Ihre Wartebedingung „wait_for(lock, timeout)“ nicht richtig strukturiert ist, um unerwünschte Wake-ups zu verarbeiten.

Spurious Wake-ups verstehen

Bedingungsvariablen Wie bei populatedNotifier kann es zu falschen Weckvorgängen kommen, bei denen sie geweckt werden, ohne dass eine tatsächliche Benachrichtigung erfolgt. Dieses Verhalten ist in der zugrunde liegenden Multithreading-Implementierung inhärent und kann unvorhersehbar sein.

Korrigieren der Bedingung

Um zu vermeiden, dass Sie sich auf potenziell unzuverlässige Benachrichtigungen verlassen, empfiehlt die Best Practice die Verwendung der Umkehrung von die gewünschte Bedingung als Grundlage für Ihre while-Schleife in dequeue() und ähnlichen Funktionen: while (!condition). Innerhalb dieser Schleife:

1. Bedingung schützen: Erwerben Sie eine eindeutige Sperre (über std::unique_lock), um die Daten der Warteschlange zu schützen.
2. Überprüfen die Bedingung: Stellen Sie sicher, dass die Warteschlange leer ist (q.empty()).
3. Warten Sie, wenn Erforderlich: Wenn die Warteschlange leer ist, geben Sie die Sperre frei und geben Sie einen Wartevorgang für die Bedingungsvariable ein.
4. Überprüfen Sie die Bedingung erneut: Wenn die Sperre wiederhergestellt wird, sofort erneut Überprüfen Sie die Bedingung, um sicherzustellen, dass sie sich geändert hat.

Beispielimplementierung

Hier ist eine überarbeitete Version Ihrer dequeue()-Funktion:

std::unique_lock<:mutex> lock(qMutex);
while (q.empty()) {
    c.wait(lock);
    if (q.empty()) {  // Immediately check the condition again after acquiring the lock
        return std::string();
    }
}
std::string ret = q.front();
q.pop();
return ret;

Durch Befolgen dieser Richtlinien können Sie sicherstellen, dass Ihre Wartebedingung robust und nicht anfällig für falsche Aktivierungen ist, wodurch Ihr Segmentierungsfehlerproblem effektiv gelöst wird.