写一个死锁

代码说明

这是游双的《Linux高性能服务器编程》第 14 章第 5 节中的代码示例,我用 C++11 改写了一下。

主线程试图先占有互斥锁 mutex_a,然后操作被该锁保护的变量 a,但操作完毕之后,主线程并没有立即释放互斥锁 mutex_a,而是又申请互斥 mutex_b,并在两个互斥锁的保护下,操作变量 a 和 b,最后才一起释放这两个互斥锁;与此同时,子线程则按照相反的顺序来申请互斥锁mutex_a, mutex_b,并在两个锁的保护下操作变量 a 和 b。我们用sleep函数来模拟连续两次调用 pthread_mutex_lock 之间的时间差,以确保代码的两个线程各自先占有一个互斥锁(主线程占有 mutex_a,子线程占有 mutex_b),然后等待另外一个互斥锁(主线程等待 mutex_b,子线程等待 mutex_a)。这样,两个线程就僵持住了,谁都不能继续往下执行,从而形成死锁。如果代码中不加入 sleep 函数,则这段代码或许总能成功地行,从而为程序留下了一个潜在的BUG。

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#include <iostream>
#include <ostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <unistd.h>

std::mutex mtx_a;
std::mutex mtx_b;

int a = 0;
int b = 0;

void thread_work() {

std::cout << "son want mutex b" << std::endl;
mtx_b.lock();
b++;
std::cout << "son got mutex b, now b is: " << b << std::endl;

std::cout << "son want mutex a" << std::endl;
mtx_a.lock();
a += b;
mtx_a.unlock();
mtx_b.unlock();
}

int main() {

std::cout << "father want mutex a" << std::endl;
mtx_a.lock();
a++;
std::cout << "father got mutex a, now a is: " << a << std::endl;

std::thread son(thread_work);

sleep(1);
std::cout << "father want mutex b" << std::endl;
mtx_b.lock();
b += a;
mtx_b.unlock();
mtx_a.unlock();

son.join();

return 0;
}

编译运行

因为用到了线程库,编译时需要链接 pthread 库

g++ -o <输出的可执行程序文件名> <源文件名> -lpthread

参考

  • 《Linux高性能服务器编程》