为什么 std::lock() 支持避免死锁而 std::try_lock() 不支持？

Question

我以为std::lock()和std::try_lock()的区别只在于try_lock()，如果锁不可用，立即返回false，而std::lock()则进入阻塞状态。

Cpp reference for std::lock

void lock( Lockable1& lock1, Lockable2& lock2, LockableN&... lockn );

使用死锁避免算法锁定给定的可锁定对象 lock1, lock2, ..., lockn 以避免死锁。

Cpp reference by try_lock

int try_lock( Lockable1& lock1, Lockable2& lock2, LockableN&... lockn);

按从第一个开始的顺序调用try_lock，尝试锁定每个给定的可锁定对象lock1、lock2、...、lockn。

我有以下两个问题：

1. 为什么std::lock() 可以避免死锁而std::try_lock 不能？
2. 为什么在std::lock 中，锁的顺序无关紧要（可能是lock2、lock 3、lock1，...），而在std::try_lock() 中，锁的顺序保持不变（lock1、lock2、lock3... .)

Answer 1

1. 为什么 std::lock() 提供死锁避免，而 std::try_lock 没有？

不需要。如果try_lock 未能锁定所有成员，则它会释放所有成员。如果另一个线程拥有部分或全部这些资源，您将无法从try_lock 获得死锁，因为您将立即返回。

来自try_lock：

如果对 try_lock 的调用失败，则不再调用 try_lock，对任何锁定的对象调用解锁，并返回锁定失败对象的从 0 开始的索引。

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1. 为什么在 std::lock 中，锁的顺序无关紧要（它可能是 lock2 ，lock 3，lock1，...），而在 std::try_lock() 中，锁的顺序保持不变（lock1，lock2， lock3....)

我怀疑是因为轻松。不需要死锁避免算法，因为您要么锁定所有死锁，要么无法锁定其中一个，在这种情况下您释放所有死锁。出于这个原因，最简单的锁定方法是 try_lock 从第一个开始并在可变参数模板列表中移动。此外，返回值表明它将返回第一个失败锁的索引。为了实现这一点，您必须从左到右进行迭代。

Answer 2

答案很简单。 std::try_lock 不需要死锁避免机制，因为如果某个特定的锁不可用，它会立即返回并解锁所有获得的锁。另一方面，std::lock() 应该只在获得所有锁后才返回并将它们锁定 - 这就是它需要避免死锁的原因。

考虑2个锁A和B的情况。假设线程2拥有锁B，并希望锁定A。同时，线程1想要锁定A和B。在线程调用std::try_lock 1，将会发生的事情是A被成功锁定，尝试锁定B失败，之后A被解锁（并且函数返回false） - 并且线程2成功锁定A。

另一方面，如果 std::lock 不使用死锁避免，而线程 1 调用它，则事件顺序将是：线程 1 锁定 A，线程 1 尝试锁定 B 并在此处停止，线程 2 尝试锁定 A 并在此处停止。而此时，两个线程都无法取得进展，我们陷入了典型的死锁。

Answer 3

第二季度第一：

因为try_lock 应该返回第一个失败锁的序号，但lock 必须在返回之前锁定所有锁。

第 1 次第 2 次：

为了避免死锁，所有锁定线程之间的锁定顺序必须相同。因此，死锁预防涉及以确定性和可重复的方式对输入进行重新排序。如果锁的序号与调用者相关，则无法对输入进行重新排序，也无法使用死锁预防。