C++11 timed_mutex在调用"try_lock_for"时的行为与互斥锁不同

Question

我原以为如果timed_mutex.try_lock_for能成功地用于所有调用线程，比如：

timed_mutex tm;
atomic<int> atTm(0);
void tTMutex(int i) {
this_thread::sleep_for(chrono::microseconds(200 * i));
if (tm.try_lock_for(chrono::milliseconds(200 * i))) {
atTm.fetch_add(1);
}
}
int main() {
thread t[3];
for (size_t i = 0; i < size(t); ++i) {
t[i] = thread(tTMutex, i);
}
ready = true;
for (size_t i = 0; i < size(t); ++i) {
t[i].join(); // seems only 1 thread increased atTm
}
cout << atTm;
return 0;
}

它打印"；1〃；，而我期望它可以打印"；3〃；。只要3个线程在不同的时间调用tm.try_lock_for，我认为它们都应该成功返回，但事实并非如此：这是什么原因？

我稍微改变了我的程序，使用普通的mutex而不是timed_mutex，如下所示：

mutex mAllWait; // change 1
atomic<int> atAll(0);
void tMutex() {
unique_lock<mutex> lk(mAllWait); // change 2
this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(200));
atAll.fetch_add(1);
}
int main() {
thread t[3];
for (size_t i = 0; i < size(t); ++i) {
t[i] = thread(tMutex);
}
ready = true;
for (size_t i = 0; i < size(t); ++i) {
t[i].join(); // all threads can increase atAll
}
cout << atAll;
return 0;
}

它打印3，正如我所料。那么这两个程序的核心区别是什么呢？

Answer 1

在第一个版本中获得锁后，您没有解锁互斥锁：

if (tm.try_lock_for(chrono::milliseconds(200 * i))) {
atTm.fetch_add(1);
tm.unlock(); // missing
}

所以只有第一个线程能够获得它。这就是为什么std::unique_lock应该是优选的。它在析构函数中解锁。它还接受std::timed_mutex作为模板参数，并具有良好的try_lock_for成员函数。

---

除此之外：

不能保证try_lock_for会等待您指定的时间。它可能在达到时间限制之前被错误地唤醒并返回false。

当您开始等待时，或者在获取互斥之前的任何其他时间，或者即使当前任何其他线程都没有获取互斥，这种情况也可能立即发生。那么就不会在该线程中增加atTm。

当然，也有可能try_lock_for调用实际上会超时，因此您不会增加，但我认为，只要您不在严重过载的系统上运行，这就不应该发生。

在循环中运行try_lock_for调用，如果您关心的话，请检查时间是否实际已超过。这可能比使用try_lock_until更简单。