线程池（可能）锁定条件变量和互斥锁的问题

Question

我正在研究一个线程池，并遇到一个关于条件变量和互斥量的奇怪问题。我怀疑可能存在锁定问题，因为它有时会起作用，有时则不然。这是代码的相关部分（删除了非相关位）：

class ThreadPool {
  private:
    std::atomic<bool> running;
    std::atomic<size_t> unfinished_tasks;
    std::queue<std::function<void(void)>> task_queue;
    std::condition_variable cv_work;
    std::mutex mtx_queue;
    std::vector<std::thread> threads;

  public:
    ThreadPool(size_t num_threads = std::thread::hardware_concurrency());
    ~ThreadPool();

    template<class T, class Fn>
    std::future<T> queueTask(Fn&& fn);
};

ThreadPool::ThreadPool(size_t num_threads) :
    running(true), unfinished_tasks(0) {
  auto thread_loop = [&] {
    while (running.load()) {
      std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx_queue);
      if (!task_queue.empty()) {
        auto work = task_queue.front();
        task_queue.pop();
        lock.unlock();
        work();
        unfinished_tasks--;
      } else {
        std::cout << std::this_thread::get_id() << " going to sleep..." << std::endl;
        cv_work.wait(lock);
      }
    }};
  threads.reserve(num_threads);
  for (size_t i = 0; i < num_threads; i++) {
    threads.push_back(std::thread(thread_loop));
  }
}

template<class T, class Fn>
inline std::future<T> ThreadPool::queueTask(Fn&& fn) {
  // func = lambda containing packaged task with fn
  mtx_queue.lock();
  task_queue.push(func);
  mtx_queue.unlock();
  unfinished_tasks++;
  cv_work.notify_one();
  return future;
}

一旦我注释掉包含调试输出的行，向线程池添加许多小任务就会使它在某个时刻锁定，调试输出到位后，它将正确完成所有任务。我不确定这里的问题在哪里。

Answer 1

你有竞争条件。 queueTask可以在你的线程函数等待之前通知cv_work。在你打电话给mtx_queue之前不要解锁cv_work.notify_one()。