Внедрение condition_variable timed_wait правильно

Я читал мою реализацию STL (стандартная проблема g++ 4.6.2) и наткнулся на этот бит состояния гонки внутри condition_variable:

template<typename _Rep, typename _Period>
cv_status
wait_for(unique_lock<mutex>& __lock,
         const chrono::duration<_Rep, _Period>& __rtime)
{
    return wait_until(__lock, __clock_t::now() + __rtime);
}

Поскольку __clock_t является std::chrono::system_clock, мы привязаны к капризам таких вещей, как NTP (если часы возвращаются на следующий день после __clock_t::now() + __rtime, то мы будем ждать один день).

Стандарт С++ (30.5.1) выглядит правильно:

26

Эффекты: как будто

return wait_until(lock, chrono::steady_clock::now() + rel_time);

Усиление condition_variable имеет ту же проблему:

template<typename duration_type>
bool timed_wait(unique_lock<mutex>& m,duration_type const& wait_duration)
{
    return timed_wait(m,get_system_time()+wait_duration);
}

Фактически, основная проблема pthreads кажется проблемой:

int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond,
   pthread_mutex_t *restrict mutex,
   const struct timespec *restrict abstime);

потому что abstime указывается как "системное время", а не монотонные часы.

Итак, мой вопрос: как правильно реализовать что-то вроде std::condition_variable::wait_for? Есть ли существующая реализация, которая получает это право? Или я что-то упускаю?

Ответы

Ответ 1

Хитрость заключается в использовании pthread_condattr_setclock, чтобы сообщить pthread_condattr_t использовать CLOCK_MONOTONIC. Код C для этого довольно прост:

#include <time.h>
#include <pthread.h>

#include <errno.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
    // Set the clock to be CLOCK_MONOTONIC
    pthread_condattr_t attr;
    pthread_condattr_init(&attr);
    if (int err = pthread_condattr_setclock(&attr, CLOCK_MONOTONIC))
    {
        printf("Error setting clock: %d\n", err);
    }

    // Now we can initialize the pthreads objects with that condattr
    pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
    pthread_cond_t  cond;
    pthread_cond_init(&cond, &attr);

    // when getting the time, we must poll from CLOCK_MONOTONIC
    struct timespec timeout;
    struct timespec now;
    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &now);
    timeout.tv_sec = now.tv_sec + 5;
    timeout.tv_nsec = now.tv_nsec;

    // business as usual...
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    int rc = pthread_cond_timedwait(&cond, &mutex, &timeout);
    if (rc == ETIMEDOUT)
        printf("Success!\n");
    else
        printf("Got return that wasn't timeout: %d\n", rc);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);

    return 0;
}

Я оставлю это открытым какое-то время, потому что у кого-то может быть более легкий ответ. То, что мне не нравится, это то, что wait_until довольно сложно реализовать с помощью часов реального времени (лучшим решением для этого является преобразование предоставленного Clock в time_point в steady_clock время и перейти оттуда... он по-прежнему зависит от условий гонки с изменением времени, но если вы задаете тайм-аут в реальном времени, вы уже совершаете ужасную ошибку).