C++ std:：future:：wait应该使用这么多CPU吗？有没有性能更好的电话？

编辑：tl；dr——这个问题似乎仅限于一小部分操作系统/编译器/库的组合，现在在GCC Bugzilla中被跟踪，这要归功于。

我在等待未来，我注意到

top

显示了100%的CPU使用率，

strace

显示了源源不断的

futex

呼叫：

...
[pid 15141] futex(0x9d19a24, FUTEX_WAIT, -2147483648, {4222429828, 3077922816}) = -1 EINVAL (Invalid argument)
...

这是在Linux 4.2.0（32位

i686

）上使用gcc版本5.2.1编译的

以下是我的最低可行示例计划：

#include <future>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <unistd.h>

int main() {
  std::promise<void> p;
  auto f = p.get_future();

  std::thread t([&p](){
    std::cout << "Biding my time in a thread.\n";
    sleep(10);
    p.set_value();
  });

  std::cout << "Waiting.\n";
  f.wait();
  std::cout << "Done.\n";

  t.join();
  return 0;
}

是否有更高性能的替代方案？

下面是一个逻辑上相似的程序，它使用了

std:：condition\u变量

，性能似乎要好得多：

#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
int main（）{
bool-done=0；
std：：互斥m；
std：：条件变量cv；
标准：螺纹t（[&m，&cv，&done]（）{
std：：cout不，不应该。它通常效果很好

（在评论中，我们试图确定关于一个特定的中断配置的更多信息，在该配置中，生成的可执行文件似乎是自旋等待，但我相信这就是答案。在最新的g++中，确定这是否仍然是32位目标上的自旋等待仍然很好。）

是promise future通信通道的“推送”端：在共享状态中存储值的操作与（如
std:：memory\u order
中所定义的）等待共享状态的任何函数（如
std:：future:：get
）的成功返回同步

我假设这包括
std:：future:：wait

以原子方式将值存储到共享状态并使状态就绪。
该操作的行为类似于
set\u value
，
set\u exception
，
set\u value\u at\u thread\u exit
，以及
set\u exception\u at\u thread\u exit
在更新承诺对象时获取与承诺对象关联的单个互斥锁

虽然他们用promise对象而不是共享状态来描述同步有点令人不安，但其意图非常清楚

cppreference.com继续以上述问题中不起作用的方式使用它。（“此示例显示如何将承诺用作线程之间的信号。”）
不，当然不应该这样做，这是实现中的错误，而不是
std:：future
的属性

这就是现在-不断调用
futex（2）
的循环已经启动

它看起来像是
syscall
函数缺少的一个简单参数，因此向内核传递了一个垃圾指针，该指针抱怨它不是一个有效的
timespec*
参数。我正在测试修复程序，明天将提交，因此它将在GCC 5.4中得到修复。也许您应该找出用n无效参数，并修复它…我打赌在某个地方有类似
的代码，而（！future\u is\u done）futex（…）
他们希望调用
futex
等待一段时间，但如果失败，它会意外地变成一个无限循环。我想给互联网一个机会，在假设我的代码是别人的错误之前，告诉我它有多错误，但是的，感觉
libstdc++
要么有错误，要么有错误有点像未说明的假设。linux 4.2.0（ubuntu 15.10），g++5.2.1，64位，这里没有明显的cpu使用率。@RobStarling的确，
-m32
我可以重现您描述的问题：100%的cpu使用率和大量的futex等待。我不觉得这令人不安，因为在调用时共享状态与该承诺相关联，共享状态一次只能与一个承诺相关联时间，互斥体仅由承诺上的操作所需，而不是等待相同共享状态的读卡器所需。明白了。互斥体注释意味着只有一个东西可以与承诺交互以使状态就绪，而与注释同步意味着等待状态的任何东西都可以看到值。对，该互斥体（不必实际存在，只要实现的行为与实际相同）用于序列化对set_xxx函数的调用。共享状态上的大多数操作都要求是原子w.r.t读写器，但这是一个操作（或至少是“通过”）承诺。@TemplateRex，这似乎不是与此答案直接相关的注释。请参阅仅解释文档和回归修复的内容。对于严重的非回归错误或不构成破坏发布分支风险的琐碎修复（但不仅仅是因为有人ping它）可以例外。这完全符合主干上固定的内容不会自动固定在发布分支上的政策，因此您不应该对此感到惊讶。gcc 5的功能冻结是在2014年11月！该修复看起来很简单，但我不知道是否安全。
g++ --std=c++11 -Wall -g -o spin-wait spin-wait.cc -pthread

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

int main() {
  bool done = 0;
  std::mutex m;
  std::condition_variable cv;

  std::thread t([&m, &cv, &done](){
    std::cout << "Biding my time in a thread.\n";
    sleep(10);
    {
      std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
      done = 1;
    }
    cv.notify_all();
  });

  std::cout << "Waiting.\n";
  {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
    cv.wait(lock, [&done]{ return done; });
  }
  std::cout << "Done.\n";

  t.join();
  return 0;
}