904-线程池项目死锁问题分析

article/2025/9/26 18:06:19

死锁问题

1、在ThreadPool的资源回收，等待线程池所有线程退出时，发生死锁问题，导致进程无法退出
在这里插入图片描述
我们的资源回收代码如下：

//线程池析构
ThreadPool::~ThreadPool()
{isPoolRunning_ = false;notEmpty_.notify_all();//等待线程池里面所有的线程返回  有两种状态：阻塞 & 正在执行任务中std::unique_lock<std::mutex> lock(taskQueMtx_);exitCond_.wait(lock, [&]()->bool {return threads_.size() == 0; });
}

现在，有的线程没有被回收，线程队列中还有线程，所以就一直阻塞等待了。
线程池的那个线程为什么没有被回收掉？
（时而出现，时而不出现的问题）

我们通过在windows上调试：
在这里插入图片描述

我们通过在Linux上进行gdb调试

主要通过gdb attach到正在运行的进程，通过info threads，thread tid，bt等命令查看各个线程的调用堆栈信息，结合项目代码，定位到发生死锁的代码片段，分析死锁问题发生的原因

分析问题

在这里插入图片描述

原先针对上面的2种情况的处理方法如下：

在这里插入图片描述

第3种情况：
有的线程执行完任务，又进入while循环了
在这里插入图片描述

在这里有2种情况：
1、pool线程先获取到锁，线程池的线程获取不到锁，阻塞。
此时pool线程看wait条件，size>0，不满足条件，就进入等待wait状态了，并且把互斥锁mutex释放掉。
线程池的线程就获取到锁了，发现任务队列没有任务了，这个任务就在notEmpty条件变量上wait，但是此时pool线程没有办法再对这个条件变量notify了。
发生死锁了！！！

2、线程池里的线程先获取到锁，发生任务队列为空，在条件变量notEmpty上wait了，释放锁，然后pool线程抢到锁，只是看exitCond条件变量的wait条件，看size还是大于0，还是死锁了。

解决方法：pool线程获取到锁后再notify

//线程池析构
ThreadPool::~ThreadPool()
{isPoolRunning_ = false;//等待线程池里面所有的线程返回  有两种状态：阻塞 & 正在执行任务中std::unique_lock<std::mutex> lock(taskQueMtx_);notEmpty_.notify_all();exitCond_.wait(lock, [&]()->bool {return threads_.size() == 0; });
}

我们在消费者线程进行锁+双重判断：

//定义线程函数   线程池的所有线程从任务队列里面消费任务
void ThreadPool::threadFunc(int threadid)//线程函数返回，相应的线程也就结束了
{auto lastTime = std::chrono::high_resolution_clock().now();//所有任务必须执行完成，线程池才可以回收所有线程资源for (;;){std::shared_ptr<Task> task;{//先获取锁，我们要注意控制锁的范围，取完任务，就释放锁std::unique_lock<std::mutex> lock(taskQueMtx_);std::cout << "tid:" << std::this_thread::get_id()<< "尝试获取任务..." << std::endl;//cached模式下，有可能已经创建了很多的线程，但是空闲时间超过60s，应该把多余的线程//结束回收掉（超过initThreadSize_数量的线程要进行回收）//当前时间 - 上一次线程执行的时间 > 60s//每一秒中返回一次   怎么区分：超时返回？还是有任务待执行返回//锁 + 双重判断while (taskQue_.size() == 0){//线程池要结束，回收线程资源if (!isPoolRunning_){threads_.erase(threadid);//std::this_thread::getid()std::cout << "threadid:" << std::this_thread::get_id() << " exit!"<< std::endl;exitCond_.notify_all();return;//线程函数结束，线程结束}if (poolMode_ == PoolMode::MODE_CACHED){//条件变量，超时返回了if (std::cv_status::timeout ==notEmpty_.wait_for(lock, std::chrono::seconds(1))){auto now = std::chrono::high_resolution_clock().now();auto dur = std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(now - lastTime);if (dur.count() >= THREAD_MAX_IDLE_TIME&& curThreadSize_ > initThreadSize_)//任务数量大于空闲线程数量{//开始回收当前线程//记录线程数量的相关变量的值修改//把线程对象从线程列表容器中删除   没有办法 threadFunc《=》thread对象//通过threadid => thread对象 => 删除threads_.erase(threadid);//std::this_thread::getid()curThreadSize_--;idleThreadSize_--;std::cout << "threadid:" << std::this_thread::get_id() << " exit!"<< std::endl;return;}}}else{//等待notEmpty条件notEmpty_.wait(lock);}//if (!isPoolRunning_)//{//	threads_.erase(threadid);//std::this_thread::getid()//	std::cout << "threadid:" << std::this_thread::get_id() << " exit!"//		<< std::endl;//	exitCond_.notify_all();//	return;//结束线程函数，就是结束当前线程了!//}}idleThreadSize_--;std::cout << "tid:" << std::this_thread::get_id()<< "获取任务成功..." << std::endl;//从任务队列种取一个任务出来task = taskQue_.front();taskQue_.pop();taskSize_--;//如果依然有剩余任务，继续通知其它得线程执行任务if (taskQue_.size() > 0){notEmpty_.notify_all();}//取出一个任务，进行通知，通知可以继续提交生产任务notFull_.notify_all();} //就应该把锁释放掉//当前线程负责执行这个任务if (task != nullptr){//task->run();//执行任务；把任务的返回值setVal方法给到Result，基类指针调用派生类对象的同名覆盖方法task->exec();//用户还是使用run方法}idleThreadSize_++;lastTime = std::chrono::high_resolution_clock().now();//更新线程执行完任务的时间}
}