C++ 具有健壮互斥的Bug

我试图在linux上使用健壮的互斥体来保护进程之间的资源，在某些情况下，它们的行为似乎并不“健壮”。通过“健壮”的方式，我的意思是，如果拥有锁的进程已经终止，pthread_mutex_lock应该返回eownerded

以下是它不起作用的场景：

2处理p1和p2。p1创建健壮的互斥体并等待它（在用户输入之后）。p2有2个线程：线程1映射到互斥体并获取它。线程2（在线程1获得互斥锁后）也映射到同一互斥锁并等待它（因为线程1现在拥有它）。还请注意，p1在p2-thread1已经获取互斥锁后开始等待互斥锁

现在，如果我们终止p2，p1永远不会解除阻塞（意味着它的pthread\u mutex\u lock永远不会返回），这与假定的“健壮性”相反，在这里p1应该使用eownerded错误解除阻塞

代码如下：

p1.cpp：

    #include <sys/types.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>

struct MyMtx {
    pthread_mutex_t m;
};

int main(int argc, char **argv)
{
    int r;

    pthread_mutexattr_t ma;
    pthread_mutexattr_init(&ma);
    pthread_mutexattr_setpshared(&ma, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
    pthread_mutexattr_setrobust_np(&ma, PTHREAD_MUTEX_ROBUST_NP);

    int fd = shm_open("/test_mtx_p", O_RDWR|O_CREAT, 0666);
    ftruncate(fd, sizeof(MyMtx));

    MyMtx *m = (MyMtx *)mmap(NULL, sizeof(MyMtx),
        PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,fd, 0);
    //close (fd);

    pthread_mutex_init(&m->m, &ma);

    puts("Press Enter to lock mutex");
    fgetc(stdin);

    puts("locking...");
    r = pthread_mutex_lock(&m->m);
    printf("pthread_mutex_lock returned %d\n", r);

    puts("Press Enter to unlock");
    fgetc(stdin);
    r = pthread_mutex_unlock(&m->m);
    printf("pthread_mutex_unlock returned %d\n", r);

    puts("Before pthread_mutex_destroy");
    r = pthread_mutex_destroy(&m->m);
    printf("After pthread_mutex_destroy, r=%d\n", r);

    munmap(m, sizeof(MyMtx));
    shm_unlink("/test_mtx_p");

    return 0;
}

#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
结构MyMtx{
pthread_mutex_t m；
};
int main（int argc，字符**argv）
{
INTR；
pthread_mutexttr_ma；
pthread_mutexattr_init（&ma）；
pthread_mutexattr_setpshared（&ma，pthread_PROCESS_SHARED）；
pthread_mutextatr_setrobust_np（&ma，pthread_MUTEX_ROBUST_np）；
int fd=shm_open（“/test_mtx_p”，O_RDWR | O_CREAT，0666）；
ftruncate（fd，sizeof（MyMtx））；
MyMtx*m=（MyMtx*）mmap（NULL，sizeof（MyMtx），
保护读写，映射共享，fd，0）；
//关闭（fd）；
pthread_mutex_init（&m->m，&ma）；
puts（“按Enter键锁定互斥锁”）；
fgetc（stdin）；
放置（“锁定…”）；
r=pthread\u mutex\u lock（&m->m）；
printf（“pthread\u mutex\u lock返回%d\n”，r）；
puts（“按回车键解锁”）；
fgetc（stdin）；
r=pthread\u mutex\u unlock（&m->m）；
printf（“pthread\u mutex\u unlock返回%d\n”，r）；
puts（“在pthread_mutex_destroy之前”）；
r=pthread\u mutex\u destroy（&m->m）；
printf（“在pthread\u mutex\u destroy之后，r=%d\n”，r）；
munmap（m，sizeof（MyMtx））；
shm_解除链接（“/test_mtx_p”）；
返回0；
}

p2.cpp：

    #include <sys/types.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>

struct MyMtx {
    pthread_mutex_t m;
};

static void *threadFunc(void *arg)
{
    int fd = shm_open("/test_mtx_p", O_RDWR|O_CREAT, 0666);
    ftruncate(fd, sizeof(MyMtx));

    MyMtx *m = (MyMtx *)mmap(NULL, sizeof(MyMtx),
        PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,fd, 0);
    sleep(2); //to let the first thread lock the mutex
    puts("Locking from another thread");
    int r = 0;
    r = pthread_mutex_lock(&m->m);
    printf("locked from another thread r=%d\n", r);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int r;
    int fd = shm_open("/test_mtx_p", O_RDWR|O_CREAT, 0666);
    ftruncate(fd, sizeof(MyMtx));

    MyMtx *m = (MyMtx *)mmap(NULL, sizeof(MyMtx),
        PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,fd, 0);
    //close (fd);

    pthread_t tid;
    pthread_create(&tid, NULL, threadFunc, NULL);

    puts("locking");
    r = pthread_mutex_lock(&m->m);
    printf("pthread_mutex_lock returned %d\n", r);

    puts("Press Enter to terminate");
    fgetc(stdin);

    kill(getpid(), 9);
    return 0;
}

#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
结构MyMtx{
pthread_mutex_t m；
};
静态void*threadFunc（void*arg）
{
int fd=shm_open（“/test_mtx_p”，O_RDWR | O_CREAT，0666）；
ftruncate（fd，sizeof（MyMtx））；
MyMtx*m=（MyMtx*）mmap（NULL，sizeof（MyMtx），
保护读写，映射共享，fd，0）；
sleep（2）；//让第一个线程锁定互斥锁
puts（“从另一个线程锁定”）；
int r=0；
r=pthread\u mutex\u lock（&m->m）；
printf（“从另一个线程锁定r=%d\n”，r）；
}
int main（int argc，字符**argv）
{
INTR；
int fd=shm_open（“/test_mtx_p”，O_RDWR | O_CREAT，0666）；
ftruncate（fd，sizeof（MyMtx））；
MyMtx*m=（MyMtx*）mmap（NULL，sizeof（MyMtx），
保护读写，映射共享，fd，0）；
//关闭（fd）；
pthread_t tid；
pthread_create（&tid，NULL，threadFunc，NULL）；
看跌期权（“锁定”）；
r=pthread\u mutex\u lock（&m->m）；
printf（“pthread\u mutex\u lock返回%d\n”，r）；
卖出（“按回车键终止”）；
fgetc（stdin）；
kill（getpid（），9）；
返回0；
}

首先，运行p1，然后运行p2并等待它打印“来自另一个线程的锁定”。在p1的外壳上按Enter键锁定互斥锁，然后在p2的外壳上按Enter键终止p2，或者您可以通过其他方式终止它。您将看到p1打印“锁定…”，pthread_mutex_lock永远不会返回

这个问题实际上并不是一直都在发生，看起来它取决于时间。如果在p1开始锁定之后和终止p2之前经过一段时间，有时它会工作，p2的pthread_mutex_lock返回130（eownerded）。但是，如果您在p1开始等待互斥锁后立即或短时间内终止p2，p1将永远不会解除阻止

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还有其他人遇到过同样的问题吗？

尽量简化您的问题。您的问题似乎是运行序列。
总是考虑最坏的情况：即使你运行一个B，B仍然可以完成，而刚刚开始运行。如有必要，添加互斥控制。
以下是a（生产者）和B（消费者）的简单示例：

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刚刚在Linux内核2.6.32及更新版本上验证了glibc版本2.11.1的行为

我的第一个发现是：如果在p2中的“从另一个线程锁定”之前在p1中按Enter键（在2s内），那么健壮的互斥锁可以正常工作。正如人们所料。结论：等待线程的顺序很重要

第一个等待的线程被唤醒。不幸的是，p2中的线程在当时被杀死

有关问题的说明，请参阅

我不知道周围是否有内核补丁。甚至不知道它是否被认为是一个bug

尽管如此，似乎还是有解决整个混乱局面的办法。将健壮的互斥体与PTHREAD_PRIO_INHERIT一起使用：

pthread_mutexattr_setprotocol(&ma, PTHREAD_PRIO_INHERIT);

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在内核内部（futex.c）而不是handle_futex_death（），exit_pi_state_list（）中的其他机制会处理其他互斥对象等待程序的唤醒。这似乎解决了问题

由于您两次获得锁（除非您使用的是可重入锁），您不会有死锁吗？不过，在我的示例中，我知道何时以及由谁从printfs获取锁。在任何情况下，进程2中的哪个线程将获得锁都无关紧要，根据我所理解的“健壮性”，当进程2死亡时，进程1应该能够获得锁。因此，也许您需要的是，在使用互斥时，您将需要它。如果您需要示例，我可以发布一个简单的示例。我不确定pthread_cond在这里有什么帮助，因为进程2已终止，因此它没有机会发出条件信号。我还更改了p2.cpp的代码，以避免两次映射到共享内存，方法是将MyMtx*m设为全局变量，并让threadFunc使用它而不是调用mmap。我得到了同样的结果。奇怪的是，当我用SIGTERM代替你的SIGKILL时，它出现了

pthread_mutexattr_setprotocol(&ma, PTHREAD_PRIO_INHERIT);