Когда использовать рекурсивный мьютекс?

Question

Я понимаю, что рекурсивный мьютекс позволяет блокировать мьютекс более одного раза, не заходя в тупик, и должен быть разблокирован одинаковое количество раз. Но в каких конкретных ситуациях вам нужно использовать рекурсивный мьютекс? Я ищу ситуации на уровне кода / дизайна.

Answer 1

Например, когда у вас есть функция, которая вызывает ее рекурсивно, и вы хотите получить синхронизированный доступ к ней:

void foo() {
   ... mutex_acquire();
   ... foo();
   ... mutex_release();
}

без рекурсивного мьютекса вам сначала нужно создать функцию «точки входа», и это становится громоздким, если у вас есть набор функций, которые являются взаимно рекурсивными. Без рекурсивного мьютекса:

void foo_entry() {
   mutex_acquire(); foo(); mutex_release(); }

void foo() { ... foo(); ... }

Answer 2

Рекурсивные и нерекурсивные мьютексы имеют различные варианты использования . Ни один тип мьютекса не может легко заменить другой. У нерекурсивных мьютексов меньше издержек, а у рекурсивных мьютексов в некоторых ситуациях есть полезная или даже необходимая семантика, а в других ситуациях опасная или даже нарушенная семантика. В большинстве случаев кто-то может заменить любую стратегию с использованием рекурсивных мьютексов другой, более безопасной и более эффективной стратегией, основанной на использовании нерекурсивных мьютексов.

• Если вы просто хотите исключить другие потоки из использования вашего ресурса, защищенного мьютексом, вы можете использовать любой тип мьютекса , но, возможно, захотите использовать нерекурсивный мьютекс из-за меньших издержек.
• Если вы хотите вызывать функции рекурсивно, которые блокируют один и тот же мьютекс, то они либо
  • должен использовать один рекурсивный мьютекс или
  • приходится снова и снова разблокировать и блокировать один и тот же нерекурсивный мьютекс (остерегайтесь одновременных потоков!) (Если предположить, что это семантически правильно, это все равно может быть проблемой производительности), или
  • должен каким-то образом аннотировать, какие мьютексы они уже заблокировали (имитируя рекурсивное владение / мьютексы).
• Если вы хотите заблокировать несколько объектов, защищенных мьютексом, из набора таких объектов, где наборы могли быть построены путем слияния, вы можете выбрать
  • для использования на объект в точности один мьютекс , что позволяет параллельно работать большему количеству потоков, или
  • для использования на объект одна ссылка на любой возможно совместно используемый рекурсивный мьютекс , чтобы снизить вероятность сбоя блокировки всех мьютексов, или
  • для использования на объект одна сопоставимая ссылка с любым возможно общим нерекурсивным мьютексом , обходя намерение блокировать несколько раз.
• Если вы хотите снять блокировку в потоке, отличном от заблокированного, то вы должны использовать нерекурсивные блокировки (или рекурсивные блокировки, которые явно разрешают это вместо создания исключений).
• Если вы хотите использовать переменные синхронизации , то вам необходимо иметь возможность явно разблокировать мьютекс при ожидании любой переменной синхронизации, чтобы ресурс мог использоваться. в других темах. Это возможно только с нерекурсивными мьютексами , потому что рекурсивные мьютексы уже могли быть заблокированы вызывающей стороной текущей функции.

Answer 3

Сегодня я столкнулся с необходимостью рекурсивного мьютекса, и я думаю, что это, пожалуй, самый простой пример из опубликованных ответов: Это класс, который предоставляет две функции API: Process (...) и reset ().

public void Process(...)
{
  acquire_mutex(mMutex);
  // Heavy processing
  ...
  reset();
  ...
  release_mutex(mMutex);
}

public void reset()
{
  acquire_mutex(mMutex);
  // Reset
  ...
  release_mutex(mMutex);
}

Обе функции не должны запускаться одновременно, потому что они изменяют внутренние компоненты класса, поэтому я хотел использовать мьютекс. Проблема в том, что Process () внутренне вызывает метод reset (), и это может привести к тупику, потому что mMutex уже получен. Блокировка их с помощью рекурсивной блокировки вместо этого решает проблему.

Answer 4

Если вы хотите увидеть пример кода, который использует рекурсивные мьютексы, посмотрите источники «Electric Fence» для Linux / Unix. Это был один из распространенных инструментов Unix для нахождения «проверки границ» переполнения и опустошения чтения / записи, а также использования освобожденной памяти до появления Valgrind .

Просто скомпилируйте и свяжите электрический забор с источниками (опция -g с gcc / g ++), а затем свяжите его с вашим программным обеспечением с помощью опции связи -lefence и начните выполнять вызовы malloc / free. http://elinux.org/Electric_Fence

Answer 5

Конечно, будет проблема, если поток заблокирован, пытаясь получить (снова) мьютекс, которым он уже обладает ...

Есть ли причина, по которой мьютекс не может быть получен несколько раз одним потоком?