Sollten Sie eine Sperre erwerben, bevor Sie „condition_variable.notify_one()' aufrufen?

Das Geheimnis des Erwerbs von Sperren vor der Benachrichtigung von Bedingungen lüften

Die Verwendung von Bedingungsvariablen ist ein grundlegender Aspekt der Synchronisierung in Multithread-Umgebungen. Eine häufig gestellte Frage ist, ob es notwendig ist, vor dem Aufruf von condition_variable.notify_one() eine Sperre zu erwerben.

Sperren vor notify_one() erwerben

Technisch gesehen ist der Erwerb einer Eine Sperre vor dem Aufruf von „condition_variable.notify_one()“ ist nicht zwingend erforderlich. In bestimmten Szenarien wird dies jedoch als bewährte Vorgehensweise angesehen.

Vorteile des Sperrens

Das Sperren vor der Benachrichtigung kann den Wettlauf zwischen Benachrichtigung und Entsperrung verhindern. Wenn der benachrichtigende Thread beispielsweise die Sperre sofort nach dem Aufruf von notify_one() aufhebt, kann der benachrichtigte Thread die Sperre erwerben und auf freigegebene Ressourcen zugreifen, bevor der benachrichtigende Thread die Möglichkeit hat, sie zu aktualisieren. Um diese Race-Bedingung zu vermeiden, wird empfohlen, die Sperre aufrechtzuerhalten, bis die gemeinsam genutzten Ressourcen aktualisiert wurden.

Wann nicht gesperrt werden soll

Eine Sperre ist in Fällen nicht erforderlich, in denen Der benachrichtigende Thread ändert keine freigegebenen Ressourcen. Wenn der notify_one()-Aufruf beispielsweise lediglich dazu dient, wartende Threads aufzuwecken, ohne Daten zu ändern, wäre das Sperren überflüssig.

Ausnahme für Predicate Wait

Eine Ausnahme zur allgemeinen Regel des Sperrens, bevor notify_one() auftritt, wenn prädikatbasierte Warteaufrufe wie cv.wait(lk, []{return i == 1;}) verwendet werden. In solchen Fällen ist das Erlangen der Sperre vor notify_one() überflüssig, da das Prädikat selbst sicherstellt, dass die gewartete Bedingung erfüllt ist, bevor der wartende Thread die Ausführung fortsetzt.

Beispielanalyse

Im bereitgestellten Beispiel ist der erste notify_one()-Aufruf nicht gesperrt, da der benachrichtigende Thread keine freigegebenen Ressourcen aktualisiert. Die nachfolgenden notify_one()-Aufrufe sind jedoch gesperrt, da sie sich in einer Schleife befinden, in der gemeinsam genutzte Ressourcen geändert werden (i ist auf 1 gesetzt).

Fazit

Ob oder Dass vor „condition_variable.notify_one()“ keine Sperre erworben werden soll, hängt von den spezifischen Synchronisierungsanforderungen ab. In den meisten Fällen ist das Sperren von Vorteil, um Race Conditions während der Datenänderung zu verhindern. Dies ist jedoch nicht erforderlich, wenn der Aufruf notify_one() ausschließlich dazu dient, wartende Threads aufzuwecken, ohne gemeinsam genutzte Ressourcen zu ändern, oder wenn prädikatbasierte Warteaufrufe verwendet werden.

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