Khi nào nên sử dụng mutex đệ quy?

Question

Tôi hiểu mutex đệ quy cho phép khóa nhiều lần nhiều lần mà không bị bế tắc và phải được mở khóa cùng một số lần. Nhưng trong những tình huống cụ thể nào bạn cần phải sử dụng một mutex đệ quy? Tôi đang tìm các tình huống thiết kế/mã.

Answer 1

Ví dụ khi bạn có chức năng mà các cuộc gọi nó một cách đệ quy, và bạn muốn để có được đồng bộ truy cập vào nó:

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

mà không có một mutex đệ quy bạn sẽ phải tạo ra một "điểm vào" chức năng đầu tiên, và điều này trở nên rườm rà khi bạn có một tập hợp các hàm trùng lặp. Nếu không có mutex đệ quy:

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

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

Answer 2

Nó chắc chắn sẽ là một vấn đề nếu một sợi bị chặn cố gắng để có được (một lần nữa) một mutex nó đã thuộc sở hữu ...

Có một lý do để không cho phép một mutex được được mua nhiều lần bởi cùng một chuỗi?

Answer 3

Các đoạn ngắt đệ quy và không đệ quy có các trường hợp sử dụng khác nhau. Không có loại mutex nào có thể dễ dàng thay thế loại khác. Các mutex không đệ quy có ít chi phí hơn, và các mutex đệ quy có trong một số trường hợp ngữ nghĩa hữu ích hoặc thậm chí cần thiết và trong các tình huống khác là ngữ nghĩa nguy hiểm hoặc thậm chí bị phá vỡ. Trong hầu hết các trường hợp, ai đó có thể thay thế bất kỳ chiến lược nào bằng cách sử dụng các mutex đệ quy với một chiến lược an toàn hơn và hiệu quả hơn dựa trên việc sử dụng các mutex không đệ quy.

• Nếu bạn chỉ muốn loại trừ chủ đề khác từ việc sử dụng mutex bảo vệ tài nguyên của bạn, sau đó bạn có thể sử dụng bất kỳ mutex loại, nhưng có thể muốn sử dụng mutex không đệ quy vì chi phí nhỏ hơn của nó.
• Nếu bạn muốn gọi chức năng đệ quy, trong đó khóa mutex cùng, sau đó họ hoặc
  • phải sử dụng một đệ quy mutex, hoặc
  • đã để mở khóa và khóa cùng một mutex không đệ quy một lần nữa và một lần nữa (hãy xem xét các chủ đề đồng thời!) (giả sử đây là âm thanh ngữ nghĩa, nó vẫn có thể là vấn đề về hiệu suất), hoặc
  • phải bằng cách nào đó chú thích những mutex nào đã bị khóa (mô phỏng quyền sở hữu/mutex đệ quy).
• Nếu bạn muốn khóa một số đối tượng mutex được bảo vệ từ một tập các đối tượng như vậy, nơi các bộ có thể đã được xây dựng bằng cách sáp nhập, bạn có thể chọn
  • để sử dụng cho mỗi đối tượng chính xác một mutex , cho phép chủ đề hơn để làm việc song song, hoặc
  • để sử dụng cho mỗi đối tượng một tài liệu tham khảo cho bất kỳ có thể chia sẻ mutex đệ quy, để giảm xác suất thất bại trong việc khóa tất cả mutex es với nhau, hoặc
  • để sử dụng cho mỗi đối tượng một tài liệu tham khảo có thể so sánh với bất kỳcó thể chia sẻ mutex không đệ quy, phá vỡ mục đích để khóa nhiều lần.
• Nếu bạn muốn nhả khóa trong một chủ đề khác so với khóa đã bị khóa, bạn phải sử dụng khóa không đệ quy (hoặc khóa đệ quy cho phép điều này thay vì ném ngoại lệ).
• Nếu bạn muốn sử dụng biến đồng bộ, thì bạn cần phải là có thể mở khóa rõ ràng mutex trong khi chờ trên bất kỳ biến đồng bộ nào để tài nguyên được phép sử dụng trong các chủ đề khác. Điều đó chỉ có thể thực hiện được với các đột biến không đệ quy, vì các mutex đệ quy có thể đã bị khóa bởi người gọi hàm hiện tại.

Answer 4

Nếu bạn muốn xem ví dụ về mã sử dụng mutexes đệ quy, hãy xem các nguồn cho "Hàng rào điện" cho Linux/Unix. 'Twas một trong những công cụ Unix phổ biến cho việc tìm kiếm "giới hạn kiểm tra" đọc/ghi overruns và underruns cũng như sử dụng bộ nhớ đã được giải phóng, trước khi Valgrind đến cùng.

Chỉ cần biên dịch và liên kết hàng rào điện với nguồn (tùy chọn -g với gcc/g ++), sau đó liên kết nó với phần mềm của bạn bằng tùy chọn liên kết -lefence và bắt đầu bước qua các cuộc gọi đến malloc/miễn phí. http://elinux.org/Electric_Fence

Answer 5

Tôi gặp phải nhu cầu về mutex đệ quy ngày hôm nay, và tôi nghĩ đây có thể là ví dụ đơn giản nhất trong số các câu trả lời đã đăng cho đến thời điểm này: Đây là lớp hiển thị hai hàm API, Quy trình (...) và đặt lại().

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

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

Cả hai chức năng không được chạy đồng thời vì chúng sửa đổi nội bộ của lớp, vì vậy tôi muốn sử dụng một mutex. Vấn đề là, Process() gọi reset() nội bộ, và nó sẽ tạo ra một bế tắc vì mMutex đã được mua lại. Khóa chúng bằng khóa đệ quy thay vì khắc phục sự cố.