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我试图在为多线程编码时更好地理解控制内存顺序。我过去经常使用互斥锁来序列化变量访问，但我试图尽可能避免使用互斥锁以提高性能。

我有一个指针队列，可能被许多线程填充并被许多线程消耗。它适用于单个线程，但当我使用多个线程运行时会崩溃。看起来消费者可能会得到指针的重复，这导致它们被释放两次。有点难以判断，因为当我输入任何打印语句时，它运行良好而不会崩溃。

首先，我使用预先分配的向量来保存指针。我保留 3 个原子索引变量来跟踪向量中需要处理的元素。值得注意的是，我尝试使用 _queue 类型，其中元素本身是原子的，但这似乎没有帮助。这是更简单的版本：

std::atomic<uint32_t> iread;
std::atomic<uint32_t> iwrite;
std::atomic<uint32_t> iend;
std::vector<JEvent*> _queue;

// Write to _queue (may be thread 1,2,3,...)
while(!_done){
    uint32_t idx = iwrite.load();
    uint32_t inext = (idx+1)%_queue.size();
    if( inext == iread.load() ) return kQUEUE_FULL;
    if( iwrite.compare_exchange_weak(idx, inext) ){
        _queue[idx] = jevent; // jevent is JEvent* passed into this method
        while( !_done ){
            if( iend.compare_exchange_weak(idx, inext) ) break;
        }
        break;
    }
}

并且来自同一个班级

// Read from _queue (may be thread 1,2,3,...)
while(!_done){
    uint32_t idx = iread.load();
    if(idx == iend.load()) return NULL;
    JEvent *Event = _queue[idx];
    uint32_t inext = (idx+1)%_queue.size();
    if( iread.compare_exchange_weak(idx, inext) ){
        _nevents_processed++;
        return Event;
    }
}

我应该强调，我真的很想了解为什么这不起作用。实施其他一些预制包可以让我克服这个问题，但不会帮助我避免以后再次犯相同类型的错误。

更新 我将 Alexandr Konovalov 的回答标记为正确（请参阅我在下面的回答中的评论）。如果有人遇到此页面，“写入”部分的更正代码是：

std::atomic<uint32_t> iread;
std::atomic<uint32_t> iwrite;
std::atomic<uint32_t> iend;
std::vector<JEvent*> _queue;

// Write to _queue (may be thread 1,2,3,...)
while(!_done){
    uint32_t idx = iwrite.load();
    uint32_t inext = (idx+1)%_queue.size();
    if( inext == iread.load() ) return kQUEUE_FULL;
    if( iwrite.compare_exchange_weak(idx, inext) ){
        _queue[idx] = jevent; // jevent is JEvent* passed into this method
        uint32_t save_idx = idx;
        while( !_done ){
            if( iend.compare_exchange_weak(idx, inext) ) break;
            idx = save_idx;
        }
        break;
    }
}
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1 回答 1

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对我来说，当有 2 位作者和 1 位读者时，可能会出现一个问题。假设第一个作者在之前停止

 _queue[0] = jevent;

第二个写入器通过 iend 发出信号，表明其 _queue[1] 已准备好被读取。然后，通过 iend 读取器看到 _queue[0] 已准备好被读取，因此我们有数据竞争。

我建议您尝试使用 Relacy Race Detector，它非常适用于此类分析。

于 2017-11-04T15:40:50.133 回答