我的多线程程序运行缓慢或在双核机器上出现死锁，请帮助

Question

我有一个有多个线程的程序，一个线程在退出时会改变一个全局，另一个线程会反复轮询全局。对全局变量没有任何保护。 该程序在单处理器上运行良好。在双核机器上，它会工作一段时间，然后在 Sleep(0) 或 SuspendThread() 上停止。有人能帮我解决这个问题吗？

代码是这样的：

Thread 1:

do something...
while(1)
{
.....
flag_thread1_running=false;
SuspendThread(GetCurrentThread());
continue;

}

Thread 2
flag_thread1_running=true;
ResumeThread(thread1);
.....do some other work here....
while(flag_thread1_running) Sleep(0);
....

Answer 1

您在单处理器机器上看不到任何问题，但在多进程机器上看到问题，这是单处理器机器上线程上下文切换粒度相对较大的产物。在线程调度程序将执行切换到不同的线程之前，线程将执行 N 时间（毫秒、纳秒等）。许多 CPU 指令可以在典型的线程时间片中执行。您可以将其视为拥有相当大的“免费播放”独占处理器时间，在此期间您可能不会遇到资源冲突，因为处理器上没有执行任何其他操作。

但是，在多进程机器上运行时，两个线程中的 CPU 指令会同时执行。 “免费游戏”时间块的大小接近于零。

要重现两个线程之间的资源争用问题，您需要让线程 1 访问资源，并让线程 2 同时或几乎同时访问资源。

在单处理器机器上发生的大粒度线程切换中，线程切换恰好发生在正确位置的可能性很小，因此程序在单处理器机器上正常使用下可能永远不会出现故障。

在多进程机器中，指令在两个线程中同时执行，因此线程 1 和线程 2 同时访问同一资源的机会要大得多 - 比单处理器场景。

我已经多次看到这种情况发生：一个在 uniproc 机器上运行多年的应用程序在新的 multiproc 机器上执行时突然开始出现故障。原因是原始代码中存在潜在的线程错误，它根本不会在 uniproc 机器上遇到正确的时间片重合。

使用多线程代码时，绝对需要在多进程硬件上测试代码。如果您的代码中存在线程冲突问题，它们将很快出现在多进程机器上。

正如其他人所指出的，除非您是调试器，否则不要使用 SuspendThread()。使用互斥锁或其他同步对象在线程之间进行协调。

Answer 2

尝试使用更像WaitForSingleObjectEx 的东西，而不是 SuspendThread。

Answer 3

您遇到了比赛条件。线程 2 可以执行 flag_thread1_running=true; 在线程 1 执行 flag_thread1_running=false 之前。

这不太可能在单 CPU 上发生，因为通常调度时间为 10-20 毫秒，您不太可能遇到问题。它也会在那里发生，但很少发生。

这里必须使用适当的同步原语。使用事件而不是布尔值。不要在循环中检查布尔值，而是使用 WaitForSingleObject（或 WaitForMultipleObjects 稍后进行更详细的操作）。

可以使用普通变量在线程之间执行同步，但这不是一个好主意，而且很难做到正确 - cf。 How can I write a lock free structure?。使用 Sleep、Suspend 或 Resume 执行调度绝对不是一个好主意。

Answer 4

我想你已经知道轮询全局标志是一个“坏主意™”，所以我将跳过那个简短的演讲。尝试将volatile 添加到标志声明中。这应该强制每次读取它都从内存中读取。如果没有volatile，实现可能会将标志读入寄存器而不是从内存中获取。