C++ 다중 스레드 프로그래밍에서 일반적인 교착 상태 문제를 해결하는 방법은 무엇입니까?

C++ 다중 스레드 프로그래밍에서 일반적인 교착 상태 문제를 해결하는 방법은 무엇입니까? 교착 상태를 방지하는 기술: 잠금 순서: 항상 동일한 순서로 잠금을 획득합니다. 교착 상태 감지: 알고리즘을 사용하여 교착 상태를 감지하고 해결합니다. 시간 초과: 스레드가 무기한 대기하는 것을 방지하기 위해 잠금에 대한 시간 초과 값을 설정합니다. 우선순위 역전: 교착 상태 가능성을 줄이기 위해 서로 다른 우선순위를 할당합니다.

C++ 다중 스레드 프로그래밍에서 일반적인 교착 상태 문제를 해결하는 방법

교착 상태 개요

교착 상태는 두 개 이상의 스레드가 무기한 차단되어 서로가 잠금을 해제할 때까지 기다리는 프로그래밍 오류입니다. 이는 일반적으로 한 스레드가 잠금 A를 보유하고 잠금 B를 기다리는 동안 다른 스레드가 잠금 B를 보유하고 잠금 A를 기다리는 순환 종속 잠금으로 인해 발생합니다.

교착 상태를 방지하는 기술

다음은 교착 상태를 방지하는 일반적인 기술입니다.

• 잠금 획득 순서: 항상 동일한 순서로 잠금을 획득합니다. 이는 순환 종속성을 방지하는 데 도움이 됩니다.
• 교착 상태 감지: 교착 상태 감지 알고리즘을 사용하여 교착 상태를 감지하고 해결합니다.
• Timeout: 스레드가 무기한 대기하는 것을 방지하기 위해 잠금에 대한 시간 초과 값을 설정합니다.
• 우선순위 반전: 교착 상태 가능성을 줄이기 위해 스레드에 서로 다른 우선순위를 할당합니다.

실용 사례

두 스레드가 공유 리소스에 액세스하려고 시도하는 다음 코드 예제를 살펴보겠습니다.

class Resource {
public:
    void increment() {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(m_mutex);
        ++m_value;
    }
    int m_value = 0;
    std::mutex m_mutex;
};

int main() {
    Resource resource;
    std::thread thread1([&resource] { resource.increment(); });
    std::thread thread2([&resource] { resource.increment(); });
    thread1.join();
    thread2.join();
}

이 예제에서 스레드 1과 2는 동일한 잠금(resource.m_mutex< /code)을 획득하려고 시도합니다. >) <code>m_value 변수를 업데이트합니다. 스레드 1이 먼저 잠금을 획득하면 스레드 2가 차단되고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이로 인해 순환 종속성과 교착 상태가 발생할 수 있습니다. resource.m_mutex) 来更新 m_value 变量。如果线程 1 先获取锁，则线程 2 将被阻止，反之亦然。这可能会导致循环依赖和死锁。

解决方法

为了修复此问题，我们可以使用加锁顺序。例如，我们可以让所有线程先获取 resource.m_mutex 锁，再获取 m_value

class Resource {
public:
    void increment() {
        std::lock(m_mutex, m_value_mutex);
        ++m_value;
        std::unlock(m_value_mutex, m_mutex);
    }
    int m_value = 0;
    std::mutex m_mutex;
    std::mutex m_value_mutex;
};

int main() {
    Resource resource;
    std::thread thread1([&resource] { resource.increment(); });
    std::thread thread2([&resource] { resource.increment(); });
    thread1.join();
    thread2.join();
}

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