Состояние гонки в pthread_once()?

Question

У меня есть std::future в одной ветке, которая ждет на std::promise устанавливается в другой теме.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Обновил вопрос с примером приложения, которое будет блокировать навсегда:

ОБНОВЛЕНИЕ: если я использую pthread_barrier вместо этого приведенный ниже код не блокируется.

Я создал тестовое приложение, которое иллюстрирует это:

Очень в основном класс foo создает thread который устанавливает promise в своей функции запуска и ждет в конструкторе этого promise установить. После установки он увеличивает atomic подсчитывать

Затем я создаю кучу этих foo объекты, снесите их, а затем проверьте мой count,

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

struct foo
{
    foo(std::atomic<int>& count)
        : _stop(false)
    {
        std::promise<void> p;
        std::future <void> f = p.get_future();

        _thread = std::move(std::thread(std::bind(&foo::run, this, std::ref(p))));

        // block caller until my thread has started 
        f.wait();

        ++count; // my thread has started, increment the count
    }
    void run(std::promise<void>& p)
    {
        p.set_value(); // thread has started, wake up the future

        while (!_stop)
            sleep(1);
    }
    std::thread _thread;
    bool _stop;
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        std::cerr << "usage: " << argv[0] << " num_threads" << std::endl;
        return 1;
    }
    int num_threads = atoi(argv[1]);
    std::list<foo*> threads;
    std::atomic<int> count(0); // count will be inc'd once per thread

    std::cout << "creating threads" << std::endl;
    for (int i = 0; i < num_threads; ++i)
        threads.push_back(new foo(count));

    std::cout << "stopping threads" << std::endl;
    for (auto f : threads)
        f->_stop = true;

    std::cout << "joining threads" << std::endl;
    for (auto f : threads)
    {
        if (f->_thread.joinable())
            f->_thread.join();
    }

    std::cout << "count=" << count << (num_threads == count ? " pass" : " fail!") << std::endl;
    return (num_threads == count);
}

Если я запускаю это в цикле с 1000 потоков, он должен выполнить его только несколько раз, пока не произойдет гонка и один из futures никогда не просыпается, и поэтому приложение застревает навсегда.

# this loop never completes
$ for i in {1..1000}; do ./a.out 1000; done

Если я сейчас SIGABRT приложение, в результате трассировки стека показывает, что он застрял на future::waitТрассировка стека ниже:

// main thread
    pthread_cond_wait@@GLIBC_2.3.2 () from /lib64/libpthread.so.0
    __gthread_cond_wait (__mutex=<optimized out>, __cond=<optimized out>) at libstdc++-v3/include/x86_64-unknown-linux-gnu/bits/gthr-default.h:846
    std::condition_variable::wait (this=<optimized out>, __lock=...) at ../../../../libstdc++-v3/src/condition_variable.cc:56
    std::condition_variable::wait<std::__future_base::_State_base::wait()::{lambda()#1}>(std::unique_lock<std::mutex>&, std::__future_base::_State_base::wait()::{lambda()#1}) (this=0x93a050, __lock=..., __p=...) at include/c++/4.7.0/condition_variable:93
    std::__future_base::_State_base::wait (this=0x93a018) at include/c++/4.7.0/future:331
    std::__basic_future<void>::wait (this=0x7fff32587870) at include/c++/4.7.0/future:576
    foo::foo (this=0x938320, count=...) at main.cpp:18
    main (argc=2, argv=0x7fff32587aa8) at main.cpp:52


// foo thread
    pthread_once () from /lib64/libpthread.so.0
    __gthread_once (__once=0x93a084, __func=0x4378a0 <__once_proxy@plt>) at gthr-default.h:718
    std::call_once<void (std::__future_base::_State_base::*)(std::function<std::unique_ptr<std::__future_base::_Result_base, std::__future_base::_Result_base::_Deleter> ()>&, bool&), std::__future_base::_State_base* const, std::reference_wrapper<std::function<std::unique_ptr<std::__future_base::_Result_base, std::__future_base::_Result_base::_Deleter> ()> >, std::reference_wrapper<bool> >(std::once_flag&, void (std::__future_base::_State_base::*&&)(std::function<std::unique_ptr<std::__future_base::_Result_base, ...) at include/c++/4.7.0/mutex:819
    std::promise<void>::set_value (this=0x7fff32587880) at include/c++/4.7.0/future:1206
    foo::run (this=0x938320, p=...) at main.cpp:26

Я уверен, что я не делаю ничего плохого в своем коде, верно?

Это проблема с реализацией pthread или реализацией std::future/std:: обещать?

Мои версии библиотеки:

libstdc++.so.6
libc.so.6 (GNU C Library stable release version 2.11.1 (20100118))
libpthread.so.0 (Native POSIX Threads Library by Ulrich Drepper et al Copyright (C) 2006)

Answer 1

Действительно, между деструктором местного promise объект (в конце конструктора и вызов set_value() из потока. То есть, set_value() пробуждает основной шаг, который только затем разрушает объект обещания, но set_value() Функция еще не закончена, и тупики.

Читая стандарт C++11, я не уверен, разрешено ли ваше использование:

void promise<void>::set_value();

Эффекты: атомарно сохраняет значение r в общем состоянии и делает это состояние готовым.

Но где-то еще:

Функции-члены set_value, set_exception, set_value_at_thread_exit и set_exception_at_thread_exit ведут себя так, как будто они получают один мьютекс, связанный с объектом обещания, при обновлении объекта обещания.

Являются set_value() вызовы должны быть атомарными по отношению к другим функциям, таким как деструктор?

ИМХО, я бы сказал нет. Эффект был бы сопоставим с уничтожением мьютекса, пока другой поток все еще его блокировал. Результат не определен.

Решение было бы сделать p пережить нить. Два решения, которые я могу придумать:

1. Делать p член класса, как Майкл Берр предложил в другом ответе.

2. Переместить обещание в поток.

В конструкторе:

std::promise<void> p;
std::future <void> f = p.get_future();
_thread = std::thread(&foo::run, this, std::move(p));

Кстати, вам не нужно звонить bind, (конструктор потока уже перегружен) или вызов std::move переместить поток (правильное значение уже является r-значением). Призыв к std::move в обещание, однако, обязательно.

И функция потока не получает ссылку, а перемещенное обещание:

void run(std::promise<void> p)
{
    p.set_value();
}

Я думаю, что именно поэтому C++11 определяет два разных класса: promise а также future: вы перемещаете обещание в поток, но сохраняете будущее, чтобы восстановить результат.

Answer 2

Попробуйте переместить std::promise<void> p; так что вместо того, чтобы быть локальным для конструктора, он будет членом struct foo:

struct foo
{
    foo(std::atomic<int>& count)
        : _stop(false)
    {
        // std::promise<void> p;    // <-- moved to be a member
        std::future <void> f = p.get_future();

        // ...same as before...
    }
    void run(std::promise<void>& p)
    {
        // ... same ...
    }

    std::promise<void> p;   // <---
    std::thread _thread;
    bool _stop;
};

Я верю, что то, что может случиться, это то, что вы попадаете в гонку, где p уничтожается в конструкторе в то время как p.set_value() действует на ссылку на это promise, Что-то происходит внутри set_value() в то время как это заканчивает / убирает; действующий по ссылке на уже уничтоженный std::promise развращает какое-то государство в pthread библиотека.

Это всего лишь предположение - у меня нет готового доступа к системе, которая воспроизводит проблему в данный момент. Но делая p член обеспечит, чтобы его срок жизни значительно превышал время завершения set_value() вызов.