等待线程关闭时提高互斥量抛出错误

Question

有没有办法让 boost mutex 在任何等待线程上抛出异常？我有一个问题，其中一个对象被删除，但由于软件库的性质，线程可能仍在对象内的互斥锁处等待，并且当互斥锁关闭时抛出一个相当讨厌的异常。我想我可以使用多个互斥计数器，但这可能会导致性能下降。我想要发生的是互斥体在关闭时在等待的任何线程上抛出异常，以便展开堆栈。有没有一种独立于平台的干净方法？

Answer 1

这种在销毁时抛出的互斥锁的概念似乎无伤大雅，但到了实现它的时候，它揭示了您对互斥锁的思考方式的缺陷。

让我们看一些示例代码，以了解这种方法的缺陷。

注意：请不要使用下面的代码，它只会带来无尽的折磨和调试同步问题。

class throwing_mutex
{
private:
    mutex m_;
    condition_variable cv_;
    bool destroyed_;
    bool locked_;

public:
    void lock()
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(m_);
        cv_.wait(lock, [&]() {return !locked_ || destroyed_;}); // Wait until the mutex is unlocked or destroyed.
        if (destroyed_) throw runtime_error("The exception was terminated while waiting.");
        locked_ = true;
    }

    void unlock()
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(m_);
        locked_ = false;
        lock.unlock();

        cv_.notify_one();
    }

    ~throwing_mutex()
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(m_);
        destroyed_ = true;
        lock.unlock();

        cv_.notify_all(); // Let all waiters know we are dead.
    }
};

销毁后，所有等待throwing_mutex 的人都会抛出异常。但这开启了一个相当大的竞争条件。

我们已经处理了每个人都在等待互斥锁的情况——他们会安全地抛出。我们尚未处理的情况是有人正在打电话给lock() 但还没有到。当他们终于可以调用lock() 时，throwing_mutex 已经被销毁了。我们刚刚通过有缺陷的方法引入的错误称为use-after-free。如果我们幸运的话，错误会及早清晰地出现，但有时我们就没有那么幸运，我们会被折磨数小时或数天。我们的throwing_mutex 类无法解决这个问题，而且任何需要这样一个类的代码都没有经过深思熟虑的所有权语义。

那么，如果不是通过抛出的互斥锁，我们如何解决这个问题？我们修复了互斥体和被它锁定的对象的生命周期。

大概，这是互斥锁是一个类的成员。如果是这样的话，这意味着延迟销毁，直到依赖该对象的每个人都完成了它。这是使用shared_ptr 传达的。在不深入了解所有权语义的本质的情况下，这是可以回答的最好问题。希望我已经改变了你对问题的思考方式，足以让你偏离最初的计划，转向更可靠的工作。