Раскрытие тайны условий: блокировать или не блокировать для notify_one()

Вопрос:

Для обеспечения эффективной координации потоков std::condition_variables играет ключевую роль. Однако возникла неуверенность относительно необходимости получения блокировки перед вызовом notify_one(): это обязательно или это необязательная практика?

Разгадка загадки:

Ответ ясен: не обязательно удерживать блокировку перед вызовом notify_one(). Однако в определенных сценариях получение блокировки является разумной практикой. Давайте углубимся в причины этого.

Почему блокировка?

• Пессимистический подход: Хотя удержание блокировки может показаться излишним, ее можно считать пессимистической стратегией. Если снять блокировку до уведомления ожидающего потока, уведомленный поток немедленно попытается повторно получить ее. Это может привести к конфликтам и потенциальному снижению производительности, поскольку оба потока конкурируют за один и тот же ресурс.
• Поддержание согласованности: Некоторые сценарии использования требуют строгого соблюдения рекомендаций по использованию условных переменных. Удержание блокировки во время операций обновления и ожидания обеспечивает согласованность данных, защищаемых блокировкой. Такая практика сводит к минимуму риск возникновения гонок или повреждения данных.

Пример: история двух уведомлений

Приведенный пример поднимает вопросы о несогласованной блокировке поведение для последующих вызовов notify_one(). Отсутствие блокировки для первоначального вызова объясняется следующей операцией ожидания: функция ожидания автоматически захватывает и снимает блокировку, гарантируя, что уведомленный поток может продолжить работу. Однако последующие вызовы notify_one() защищены блокировкой, поскольку они не требуют операции ожидания.

Подводя итог, удержание блокировки перед вызовом notify_one() не является универсальным требованием, но рекомендуется для определенные сценарии. Это может смягчить потенциальные проблемы с производительностью и обеспечить целостность данных.