在新线程中调用 OpenCV 函数 Canny() 会导致分段错误

Question

我正在开发一个服务器应用程序，它基于客户端请求使用 OpenCV 库执行某些图像处理操作。应用程序的性质要求使用多个线程。最近我一直在处理一个非常顽固的错误，它导致了段错误。我能够将发生分段错误的代码部分归零。

这是最小的实现。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <opencv2/core.hpp>
#include <opencv2/imgproc.hpp>

int main() {
  cv::Mat img_input = cv::Mat::zeros(cv::Size(240, 320), CV_8UC1);
  cv::Mat img_output = cv::Mat::zeros(cv::Size(240, 320), CV_8UC1);

  int i = 1;
  while (i < 100) {
    std::cout << "- - - - - - - - - - - - - - " << i++ << std::endl;
    std::thread([&]() {
        std::cout << "Thread started." << std::endl;
        cv::Canny(img_input, img_output, 10, 20);
        std::cout << "Thread finished." << std::endl;
    }).join();

    std::cout << "Thread joined." << std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(150));
  }

  return 0;
}

程序以 2 个不同的输出失败。有了这个输出...

- - - - - - - - - - - - - - 1
Thread started.
Thread finished.
Thread joined.
- - - - - - - - - - - - - - 2
Thread started.
Segmentation fault (core dumped)

.. 或者用这个。

- - - - - - - - - - - - - - 1
Thread started.
Thread finished.
Thread joined.
- - - - - - - - - - - - - - 2
Thread started.
Thread finished.
Segmentation fault (core dumped)

让我分享我的其他发现。段错误仅发生在我安装了 OpenCV 版本 3.3.0-dev 的嵌入式 linux 设备（Toradex Colibri iMX6 - 计算机模块）上。仅当我在新线程中使用 Canny() 函数时才会导致段错误。我也尝试过调用其他 OpenCV 函数，但它们都没有产生任何错误。

当我在我的 PC（Ubuntu 16.04，OpenCV 版本 3.3.0）上运行程序时，没有发生段错误。

有什么想法吗？

****** 更新 1 ******

我尝试听从 cmets 的一些建议。但是问题仍然存在。

我将 Mat 变量移动到每个线程的范围内，以使它们成为线程的本地变量。我还添加了一些额外的睡眠时间来等待线程完成。

这是我的新实现。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <opencv2/core.hpp>
#include <opencv2/imgproc.hpp>


void run() {
  cv::Mat img_input = cv::Mat::zeros(cv::Size(240, 320), CV_8UC1);
  cv::Mat img_output = cv::Mat::zeros(cv::Size(240, 320), CV_8UC1);

  std::cout << "Thread started." << std::endl;
  cv::Canny(img_input, img_output, 10, 20);
  std::cout << "Thread finished." << std::endl;
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
}

int main() {
  int i = 1;
  while (i < 100) {
    std::cout << "- - - - - - - - - - - - - - " << i++ << std::endl;
    std::thread t1(run);

    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));

    std::cout << "Waiting to join thread." << std::endl;
    t1.join();
    std::cout << "Thread joined." << std::endl;

    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
  }

  return 0;
}

输出再次在...之间变化

- - - - - - - - - - - - - - 1
Thread started.
Thread finished.
Waiting to join thread.
Thread joined.
- - - - - - - - - - - - - - 2
Thread started.
Thread finished.
Segmentation fault (core dumped)

...和...

- - - - - - - - - - - - - - 1
Thread started.
Thread finished.
Waiting to join thread.
Thread joined.
- - - - - - - - - - - - - - 2
Thread started.
Segmentation fault (core dumped)

****** 更新 2 ******

我发现了一个类似问题的帖子here。建议在代码中添加以下行可以解决问题。

cv::setNumThreads(0);

我在 main() 函数的开头添加了这一行，似乎它解决了分段错误的问题。这是否有助于解释程序发生了什么？

目前看来，这似乎是一个很好的快速解决方案，但在我接受它作为合适的解决方案之前，我想了解它的背景。谁能解释为什么不再发生段错误？

有没有更好的解决方案？

Answer 1

这是一个评论，但我缺少相应的权利。很抱歉。

这个错误很可能不是由调用 OpenCV 引起的，而是由正在使用的线程工具引起的。一种可能性是您在 while 循环中使用临时 std::thread 对象。试着给它一个名字，例如

std::thread worker([]...);
worker.join()

由于上述更改没有帮助，问题也可能在较低级别（例如，库冲突）。

Answer 2

事实证明，将线程数设置为 0 或 1 即可解决问题（不再出现段错误）。这是通过以下两行代码之一完成的。

cv::setNumThreads(0); // Setting the number of thread to 0.
cv::setNumThreads(1); // Setting the number of thread to 1.

我不太了解 OpenCV 库，无法理解为什么会发生段错误以及为什么这条线可以解决问题，但此时我对结果感到满意，并将此问题标记为已回答。希望这对其他人有帮助。