Когда использовать рекурсивный мьютекс?

Я понимаю, что рекурсивный мьютекс позволяет блокировать мьютекс более одного раза, не попадая в тупик, и должен быть разблокирован столько же раз. Но в каких конкретных ситуациях вам нужно использовать рекурсивный мьютекс? Я ищу ситуации на уровне дизайна / кода.

50
c++ multithreading mutex recursion recursive-mutex

5 ответов

например, когда у вас есть функция, которая вызывает рекурсивно, и вы хотите, чтобы синхронизировать доступ к нему:

void foo() {
   ... mutex_acquire();
   ... foo();
   ... mutex_release();
}

без рекурсивного мьютекса вам придется сначала создать функцию "точка входа", и это становится громоздким, когда у вас есть набор функций, которые являются взаимно рекурсивными. Без рекурсивного мьютекса:

void foo_entry() {
   mutex_acquire(); foo(); mutex_release(); }

void foo() { ... foo(); ... }
42

рекурсивные и нерекурсивные мьютексы имеют разные варианты использования. Ни один тип мьютекса не может легко заменить другой. Нерекурсивные мьютексы имеют меньше накладных расходов, а рекурсивные мьютексы имеют в некоторых ситуациях полезную или даже необходимую семантику, а в других ситуациях опасную или даже сломанную семантику. В большинстве случаев кто-то может заменить любую стратегию с использованием рекурсивных мьютексов другой более безопасной и эффективной стратегией, основанной на использовании нерекурсивных взаимное исключение.

  • если вы просто хотите исключить другие потоки из использования защищенного ресурса мьютекса, вы можете использовать любой мьютекс тип, но может потребоваться использовать нерекурсивный мьютекс из-за его меньших накладных расходов.
  • если вы хотите рекурсивно вызывать функции, которые блокируют один и тот же мьютекс, то они либо
    • использовать один рекурсивный мьютекс или
    • придется разблокировать и заблокировать тот же нерекурсивный мьютекс снова и снова (остерегайтесь параллельных потоков!) (предполагая, что это семантически звучит, это все еще может быть проблемой производительности), или
    • должны как-то аннотировать, какие мьютексы они уже заблокировали (имитируя рекурсивное владение/мьютексы).
  • если вы хотите заблокировать несколько защищенных мьютексом объектов из набора таких объектов, где наборы могли быть построены путем слияния, вы можете выбрать
    • использовать для каждого объекта точно один мьютекс, что позволяет больше потоков для работы параллельно, или
    • для объекта одна ссылка любой возможно, общая рекурсивный мьютекс, чтобы снизить вероятность неспособности заблокировать все мьютексы вместе, или
    • для объекта одна сопоставимая ссылка любой возможно, общая нерекурсивный мьютекс, обходя намерение заблокировать несколько раз.
  • если вы хотите отпустите блокировку в другом потоке, чем она была заблокирована, тогда вы должны использовать нерекурсивные блокировки (или рекурсивные блокировки, которые явно разрешают это вместо того, чтобы создавать исключения).
  • если вы хотите использовать переменные синхронизации, тогда вам нужно быть возможность явно разблокировать мьютекс во время ожидания любой переменной синхронизации, чтобы ресурс можно было использовать в других потоках. Вот только здраво можно с нерекурсивный мьютекс, поскольку рекурсивные мьютексы уже могли быть заблокированы вызывающим объектом текущей функции.
22

я столкнулся с необходимостью рекурсивного мьютекса сегодня, и я думаю, что это, возможно, самый простой пример среди опубликованных ответов до сих пор: Это класс, который предоставляет две функции API, Process(...) и reset ().

public void Process(...)
{
  acquire_mutex(mMutex);
  // Heavy processing
  ...
  reset();
  ...
  release_mutex(mMutex);
}

public void reset()
{
  acquire_mutex(mMutex);
  // Reset
  ...
  release_mutex(mMutex);
}

обе функции не должны выполняться одновременно, потому что они изменяют внутренние элементы класса, поэтому я хотел использовать мьютекс. Проблема в том, что Process() вызывает reset () внутренне, и это создаст взаимоблокировку, потому что mMutex уже приобретен. Блокировка их рекурсивным блокировка вместо этого устраняет проблему.

3

Если вы хотите увидеть пример кода, который использует рекурсивные мьютексы, посмотрите на источники "электрического забора" для Linux/Unix. Это был один из распространенных инструментов Unix для поиска "проверки границ" перерасхода чтения/записи и перерасхода, а также использования освобожденной памяти до отчет пришли вместе.

просто скомпилируйте и свяжите электрический забор с источниками (опция-g с gcc / g++), а затем свяжите его с вашим программным обеспечением с опцией link-lefence и начните переход через звонки в malloc / free. http://elinux.org/Electric_Fence

3

Это, безусловно, будет проблемой, если поток заблокирован, пытаясь получить (снова) мьютекс, которым он уже владел...

есть ли причина не разрешать мьютекс приобретаться несколько раз одним и тем же потоком?

1