多线程问题求教

CaesireKin 2014-07-23 03:26:14
如题，想请问下各位前辈，我用_beginthreadex函数创建了大量的线程（128个）测试，线程函数的内部有一个for循环，会连续调用一个单例类的添加函数数次，用来向类内的数组添加数据，添加函数使用了SRWLOCK同步。但是现在我遇到一个很莫名其妙的问题，同样的代码，有些线程能够顺利的返回，而有些线程会等待超时，而且最不可思议的，是当我创建的线程非常少的时候，所有线程都能顺利返回，当线程的数目超过一定的数目以后，比如10条，整个程序就不好了。。。不知哪位前辈能帮忙指点下，下面是伪代码：


//单例类

class Singleton

{

private:

    //...此处省略部分代码

    Data *data;

public:

    BOOL Add(Data& data)

    {

          AcquireSRWLockExclusive(&this->lock);

          //私有函数，用于寻找*data中没有使用的data

          index = FindNext();

          this->data[index] = data;

          ReleaseSRWLockExclusive(&this->lock);

          

          return TRUE;

    }

};



//线程函数

UINT _stdcall ThreadProc(LPVOID param)

{

    Singleton *inst = Singleton::GetInstance();

    UINT *count = static_cast<UINT*>(param)



    for(UINT i = 0; i < *count; i++)

    {

        //初始化数据并保存

        Data data(i);

        inst->Add(data);

    }



    return 1;

}



//...我比较懒，WinMain函数大体的就不写了

UINT count = 10;

UINT threadCount = 128;

HANDLE *ts = new HANDLE[threadCount];

UINT* tsIds = new UINT[threadCount];



for(UINT i = 0 ; i < threadCount; i++)

{

    _beginthreadex(NULL,NULL,ThreadProc,&count,CREATE_SUSPENDED,&tsIds[i]);

    ts[i] = OpenThread(THREAD_ALL_ACCESS,FALSE,tsIds[i]);

    ResumeThread(ts[i]);

}



//消息泵忽略

//...



//程序结束时执行

for(UINT i = 0; i < threadCount; i++)

{

    DWORD rtn = WaitForSingleObjectEx(ts[i],5000,TRUE);

    switch(rtn)

    {

        //..此处只是判断WaitForSingleObjectEx的返回值并输出到OutputDebugString

    }

}



//程序结束

return msg.wParam;

这里是我测试的结果，虽然我很懒，但是上面的伪代码还是纯手写的，请前辈们帮个忙
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CaesireKin 2014-08-04
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引用 8 楼 mujiok2003 的回复:
[quote=引用 7 楼 chn3698 的回复:] [quote=引用 5 楼 mujiok2003 的回复:] 虽然每个线程的任务量差不多， 但是谁能抢到锁是不一定的，所以完成各自任务的时间可能相差比较大。再加上线程数量多了， 上下文切换的开销更多， 进一步让差异变大。 所以， waitforsinglebojectex对于某些线程超时是合理的。 解决的办法： waitformutipleobjects, 超时设为infinite
嗯。。。我好像确实是忽略了上下文切换的开销，不过当我使用CRITICAL_SECTION以后，程序退出时，所有线程的退出信号都能够检测的到，我翻了好多资料，都说最好用SRWLock代替CRITIAL_SECTION，因为SRWLock可以支持多线程共享读操作，但除此以外，二者真的没有其他的区别么？能否指点下为何同样的同步方式，SRWLock换成CRITICAL_SECTION以后，所有的线程就都能正确的返回了？[/quote] critical_section不是内核对象， 不能和wait系列函数配合使用。 srwlock(spin read write lock)除了共享读以为， 还有spin功能。 也就是在得不到锁的时候， 要多尝试一阵子才让出CPU资源，进入挂起状态。 [/quote] 我已经把所有代码改到CRITICAL_SECTION了，另外wait系列函数的确不能检测非内核的对象，所以我是用wait函数检测线程内核对象的触发状态来判断线程状态的，谢谢你的帮忙
mujiok2003 2014-07-26
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引用 7 楼 chn3698 的回复:
[quote=引用 5 楼 mujiok2003 的回复:] 虽然每个线程的任务量差不多， 但是谁能抢到锁是不一定的，所以完成各自任务的时间可能相差比较大。再加上线程数量多了， 上下文切换的开销更多， 进一步让差异变大。 所以， waitforsinglebojectex对于某些线程超时是合理的。 解决的办法： waitformutipleobjects, 超时设为infinite
嗯。。。我好像确实是忽略了上下文切换的开销，不过当我使用CRITICAL_SECTION以后，程序退出时，所有线程的退出信号都能够检测的到，我翻了好多资料，都说最好用SRWLock代替CRITIAL_SECTION，因为SRWLock可以支持多线程共享读操作，但除此以外，二者真的没有其他的区别么？能否指点下为何同样的同步方式，SRWLock换成CRITICAL_SECTION以后，所有的线程就都能正确的返回了？[/quote] critical_section不是内核对象， 不能和wait系列函数配合使用。 srwlock(spin read write lock)除了共享读以为， 还有spin功能。 也就是在得不到锁的时候， 要多尝试一阵子才让出CPU资源，进入挂起状态。
CaesireKin 2014-07-26
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引用 5 楼 mujiok2003 的回复:
虽然每个线程的任务量差不多， 但是谁能抢到锁是不一定的，所以完成各自任务的时间可能相差比较大。再加上线程数量多了， 上下文切换的开销更多， 进一步让差异变大。 所以， waitforsinglebojectex对于某些线程超时是合理的。 解决的办法： waitformutipleobjects, 超时设为infinite
嗯。。。我好像确实是忽略了上下文切换的开销，不过当我使用CRITICAL_SECTION以后，程序退出时，所有线程的退出信号都能够检测的到，我翻了好多资料，都说最好用SRWLock代替CRITIAL_SECTION，因为SRWLock可以支持多线程共享读操作，但除此以外，二者真的没有其他的区别么？能否指点下为何同样的同步方式，SRWLock换成CRITICAL_SECTION以后，所有的线程就都能正确的返回了？
CaesireKin 2014-07-26
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引用 4 楼 zhao4zhong1 的回复:
提醒： 不要企图优雅的结束（因为这是不可能办到的） 而要在烂的不能再烂的摊子上也能重整河山！ 所以退出直接exit(0);好了。
这个我也想过，不过我还是想尽力确保在最大限度内能够让程序等待所有线程都执行完了再退出，这样至少我感觉程序会更健壮一些，谢谢
mujiok2003 2014-07-23
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虽然每个线程的任务量差不多， 但是谁能抢到锁是不一定的，所以完成各自任务的时间可能相差比较大。再加上线程数量多了， 上下文切换的开销更多， 进一步让差异变大。 所以， waitforsinglebojectex对于某些线程超时是合理的。 解决的办法： waitformutipleobjects, 超时设为infinite
赵4老师 2014-07-23
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提醒： 不要企图优雅的结束（因为这是不可能办到的） 而要在烂的不能再烂的摊子上也能重整河山！ 所以退出直接exit(0);好了。
CaesireKin 2014-07-23
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谢谢楼上的回复，其实我现在比较关注的不是可能的资源泄露或是死锁，我一直在看程序的运行状态，整个程序运行时并没有发生死锁这样的问题，但是当程序退出时，所有线程的需要做的事情，理论上是都应该做完了，也就是说所有的线程应该已返回，处于触发状态了。所以我当前最关注的，是什么情况会导致部分线程一直仍处于未触发状态（也就是未执行完），即使这条线程该做的工作都做完了
赵4老师 2014-07-23
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检查是否资源泄漏的办法之一： 在任务管理器 进程 查看 选择列 里面选择：内存使用、虚拟内存大小、句柄数、线程数、USER对象、GDI对象 让你的程序(进程)不退出,循环执行主流程很多遍，越多越好，比如1000000次甚至无限循环，记录以上各数值，再隔至少一小时，越长越好，比如一个月，再记录以上各数值。如果以上两组数值的差较大或随时间流逝不断增加，则铁定有对应资源的资源泄漏！
赵4老师 2014-07-23
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仅供参考
//循环向a函数每次发送200个字节长度（这个是固定的）的buffer,
//a函数中需要将循环传进来的buffer，组成240字节（也是固定的）的新buffer进行处理，
//在处理的时候每次从新buffer中取两个字节打印
#ifdef WIN32
    #pragma warning(disable:4996)
#endif
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#ifdef WIN32
    #include <windows.h>
    #include <process.h>
    #include <io.h>
    #define  MYVOID             void
    #define  vsnprintf          _vsnprintf
#else
    #include <unistd.h>
    #include <sys/time.h>
    #include <pthread.h>
    #define  CRITICAL_SECTION   pthread_mutex_t
    #define  MYVOID             void *
#endif
//Log{
#define MAXLOGSIZE 20000000
#define MAXLINSIZE 16000
#include <time.h>
#include <sys/timeb.h>
#include <stdarg.h>
char logfilename1[]="MyLog1.log";
char logfilename2[]="MyLog2.log";
static char logstr[MAXLINSIZE+1];
char datestr[16];
char timestr[16];
char mss[4];
CRITICAL_SECTION cs_log;
FILE *flog;
#ifdef WIN32
void Lock(CRITICAL_SECTION *l) {
    EnterCriticalSection(l);
}
void Unlock(CRITICAL_SECTION *l) {
    LeaveCriticalSection(l);
}
void sleep_ms(int ms) {
    Sleep(ms);
}
#else
void Lock(CRITICAL_SECTION *l) {
    pthread_mutex_lock(l);
}
void Unlock(CRITICAL_SECTION *l) {
    pthread_mutex_unlock(l);
}
void sleep_ms(int ms) {
    usleep(ms*1000);
}
#endif
void LogV(const char *pszFmt,va_list argp) {
    struct tm *now;
    struct timeb tb;

    if (NULL==pszFmt||0==pszFmt[0]) return;
    vsnprintf(logstr,MAXLINSIZE,pszFmt,argp);
    ftime(&tb);
    now=localtime(&tb.time);
    sprintf(datestr,"%04d-%02d-%02d",now->tm_year+1900,now->tm_mon+1,now->tm_mday);
    sprintf(timestr,"%02d:%02d:%02d",now->tm_hour     ,now->tm_min  ,now->tm_sec );
    sprintf(mss,"%03d",tb.millitm);
    printf("%s %s.%s %s",datestr,timestr,mss,logstr);
    flog=fopen(logfilename1,"a");
    if (NULL!=flog) {
        fprintf(flog,"%s %s.%s %s",datestr,timestr,mss,logstr);
        if (ftell(flog)>MAXLOGSIZE) {
            fclose(flog);
            if (rename(logfilename1,logfilename2)) {
                remove(logfilename2);
                rename(logfilename1,logfilename2);
            }
        } else {
            fclose(flog);
        }
    }
}
void Log(const char *pszFmt,...) {
    va_list argp;

    Lock(&cs_log);
    va_start(argp,pszFmt);
    LogV(pszFmt,argp);
    va_end(argp);
    Unlock(&cs_log);
}
//Log}
#define ASIZE    200
#define BSIZE    240
#define CSIZE      2
char Abuf[ASIZE];
char Cbuf[CSIZE];
CRITICAL_SECTION cs_HEX ;
CRITICAL_SECTION cs_BBB ;
struct FIFO_BUFFER {
    int  head;
    int  tail;
    int  size;
    char data[BSIZE];
} BBB;
int No_Loop=0;
void HexDump(int cn,char *buf,int len) {
    int i,j,k;
    char binstr[80];

    Lock(&cs_HEX);
    for (i=0;i<len;i++) {
        if (0==(i%16)) {
            sprintf(binstr,"%03d %04x -",cn,i);
            sprintf(binstr,"%s %02x",binstr,(unsigned char)buf[i]);
        } else if (15==(i%16)) {
            sprintf(binstr,"%s %02x",binstr,(unsigned char)buf[i]);
            sprintf(binstr,"%s  ",binstr);
            for (j=i-15;j<=i;j++) {
                sprintf(binstr,"%s%c",binstr,('!'<buf[j]&&buf[j]<='~')?buf[j]:'.');
            }
            Log("%s\n",binstr);
        } else {
            sprintf(binstr,"%s %02x",binstr,(unsigned char)buf[i]);
        }
    }
    if (0!=(i%16)) {
        k=16-(i%16);
        for (j=0;j<k;j++) {
            sprintf(binstr,"%s   ",binstr);
        }
        sprintf(binstr,"%s  ",binstr);
        k=16-k;
        for (j=i-k;j<i;j++) {
            sprintf(binstr,"%s%c",binstr,('!'<buf[j]&&buf[j]<='~')?buf[j]:'.');
        }
        Log("%s\n",binstr);
    }
    Unlock(&cs_HEX);
}
int GetFromRBuf(int cn,CRITICAL_SECTION *cs,FIFO_BUFFER *fbuf,char *buf,int len) {
    int lent,len1,len2;

    lent=0;
    Lock(cs);
    if (fbuf->size>=len) {
        lent=len;
        if (fbuf->head+lent>BSIZE) {
            len1=BSIZE-fbuf->head;
            memcpy(buf     ,fbuf->data+fbuf->head,len1);
            len2=lent-len1;
            memcpy(buf+len1,fbuf->data           ,len2);
            fbuf->head=len2;
        } else {
            memcpy(buf     ,fbuf->data+fbuf->head,lent);
            fbuf->head+=lent;
        }
        fbuf->size-=lent;
    }
    Unlock(cs);
    return lent;
}
MYVOID thdB(void *pcn) {
    char        *recv_buf;
    int          recv_nbytes;
    int          cn;
    int          wc;
    int          pb;

    cn=(int)pcn;
    Log("%03d thdB              thread begin...\n",cn);
    while (1) {
        sleep_ms(10);
        recv_buf=(char *)Cbuf;
        recv_nbytes=CSIZE;
        wc=0;
        while (1) {
            pb=GetFromRBuf(cn,&cs_BBB,&BBB,recv_buf,recv_nbytes);
            if (pb) {
                Log("%03d recv %d bytes\n",cn,pb);
                HexDump(cn,recv_buf,pb);
                sleep_ms(1);
            } else {
                sleep_ms(1000);
            }
            if (No_Loop) break;//
            wc++;
            if (wc>3600) Log("%03d %d==wc>3600!\n",cn,wc);
        }
        if (No_Loop) break;//
    }
#ifndef WIN32
    pthread_exit(NULL);
#endif
}
int PutToRBuf(int cn,CRITICAL_SECTION *cs,FIFO_BUFFER *fbuf,char *buf,int len) {
    int lent,len1,len2;

    Lock(cs);
    lent=len;
    if (fbuf->size+lent>BSIZE) {
        lent=BSIZE-fbuf->size;
    }
    if (fbuf->tail+lent>BSIZE) {
        len1=BSIZE-fbuf->tail;
        memcpy(fbuf->data+fbuf->tail,buf     ,len1);
        len2=lent-len1;
        memcpy(fbuf->data           ,buf+len1,len2);
        fbuf->tail=len2;
    } else {
        memcpy(fbuf->data+fbuf->tail,buf     ,lent);
        fbuf->tail+=lent;
    }
    fbuf->size+=lent;
    Unlock(cs);
    return lent;
}
MYVOID thdA(void *pcn) {
    char        *send_buf;
    int          send_nbytes;
    int          cn;
    int          wc;
    int           a;
    int          pa;

    cn=(int)pcn;
    Log("%03d thdA              thread begin...\n",cn);
    a=0;
    while (1) {
        sleep_ms(100);
        memset(Abuf,a,ASIZE);
        a=(a+1)%256;
        if (16==a) {No_Loop=1;break;}//去掉这句可以让程序一直循环直到按Ctrl+C或Ctrl+Break或当前目录下存在文件No_Loop
        send_buf=(char *)Abuf;
        send_nbytes=ASIZE;
        Log("%03d sending %d bytes\n",cn,send_nbytes);
        HexDump(cn,send_buf,send_nbytes);
        wc=0;
        while (1) {
            pa=PutToRBuf(cn,&cs_BBB,&BBB,send_buf,send_nbytes);
            Log("%03d sent %d bytes\n",cn,pa);
            HexDump(cn,send_buf,pa);
            send_buf+=pa;
            send_nbytes-=pa;
            if (send_nbytes<=0) break;//
            sleep_ms(1000);
            if (No_Loop) break;//
            wc++;
            if (wc>3600) Log("%03d %d==wc>3600!\n",cn,wc);
        }
        if (No_Loop) break;//
    }
#ifndef WIN32
    pthread_exit(NULL);
#endif
}
int main() {
#ifdef WIN32
    InitializeCriticalSection(&cs_log);
    InitializeCriticalSection(&cs_HEX );
    InitializeCriticalSection(&cs_BBB );
#else
    pthread_t threads[2];
    int threadsN;
    int rc;
    pthread_mutex_init(&cs_log,NULL);
    pthread_mutex_init(&cs_HEX,NULL);
    pthread_mutex_init(&cs_BBB,NULL);
#endif
    Log("Start===========================================================\n");

    BBB.head=0;
    BBB.tail=0;
    BBB.size=0;

#ifdef WIN32
    _beginthread((void(__cdecl *)(void *))thdA,0,(void *)1);
    _beginthread((void(__cdecl *)(void *))thdB,0,(void *)2);
#else
    threadsN=0;
    rc=pthread_create(&(threads[threadsN++]),NULL,thdA,(void *)1);if (rc) Log("%d=pthread_create %d error!\n",rc,threadsN-1);
    rc=pthread_create(&(threads[threadsN++]),NULL,thdB,(void *)2);if (rc) Log("%d=pthread_create %d error!\n",rc,threadsN-1);
#endif

    if (!access("No_Loop",0)) {
        remove("No_Loop");
        if (!access("No_Loop",0)) {
            No_Loop=1;
        }
    }
    while (1) {
        sleep_ms(1000);
        if (No_Loop) break;//
        if (!access("No_Loop",0)) {
            No_Loop=1;
        }
    }
    sleep_ms(3000);
    Log("End=============================================================\n");
#ifdef WIN32
    DeleteCriticalSection(&cs_BBB );
    DeleteCriticalSection(&cs_HEX );
    DeleteCriticalSection(&cs_log);
#else
    pthread_mutex_destroy(&cs_BBB);
    pthread_mutex_destroy(&cs_HEX);
    pthread_mutex_destroy(&cs_log);
#endif
    return 0;
}
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