C++死锁解决心得

一、 概述
C++多线程开发中，容易出现死锁导致程序挂起的现象。
关于死锁的信息，见百度百科http://baike.baidu.com/view/121723.htm。

解决步骤分为三步：
1、检测死锁线程。
2、打印线程信息。
3、修改死锁程序。

二、 程序示例
VS2005创建支持MFC的win32控制台程序。
代码见示例代码DeadLockTest.cpp。

[cpp] view plaincopy

1. // DeadLockTest.cpp : Defines the entry point for the console application.
2. //
3. #include "stdafx.h"
4. #include "DeadLockTest.h"
5. #ifdef _DEBUG
6. #define new DEBUG_NEW
7. #endif
8. // The one and only application object
9. CWinApp theApp;
10. using namespace std;
11. CRITICAL_SECTION cs1;
12. CRITICAL_SECTION cs2;
13. CRITICAL_SECTION csprint;
14. //初始化关键代码段
15. void InitMyCriticalSection();
16. //删除关键代码段
17. void DeleteMyCriticalSection();
18. //打印信息
19. void PrintString(const CString& strInfo);
20. DWORD WINAPI Thread1(LPVOID lpParameter);
21. DWORD WINAPI Thread2(LPVOID lpParameter);
22. int _tmain(int argc, TCHAR* argv[], TCHAR* envp[])
23. {
24. int nRetCode = 0;
25. // initialize MFC and print and error on failure
26. if (!AfxWinInit(::GetModuleHandle(NULL), NULL, ::GetCommandLine(), 0))
27. {
28. // TODO: change error code to suit your needs
29. _tprintf(_T("Fatal Error: MFC initialization failed\n"));
30. nRetCode = 1;
31. return nRetCode;
32. }
33. //初始化关键代码段
34. InitMyCriticalSection();
35. //创建线程
36. HANDLE hThread1 = CreateThread(NULL, 0, Thread1, NULL, 0, NULL);
37. HANDLE hThread2 = CreateThread(NULL, 0, Thread2, NULL, 0, NULL);
38. //等待线程结束
39. WaitForSingleObject(hThread1, INFINITE);
40. WaitForSingleObject(hThread2, INFINITE);
41. //关闭线程句柄
42. CloseHandle(hThread1);
43. CloseHandle(hThread2);
44. //释放关键代码段
45. DeleteMyCriticalSection();
46. return nRetCode;
47. }
48. void InitMyCriticalSection()
49. {
50. InitializeCriticalSection(&cs1);
51. InitializeCriticalSection(&cs2);
52. InitializeCriticalSection(&csprint);
53. }
54. void DeleteMyCriticalSection()
55. {
56. DeleteCriticalSection(&cs1);
57. DeleteCriticalSection(&cs2);
58. DeleteCriticalSection(&csprint);
59. }
60. DWORD WINAPI Thread1(LPVOID lpParameter)
61. {
62. for (int i = 0; i < 5; i++)
63. {
64. EnterCriticalSection(&cs1);
65. Sleep(500);
66. EnterCriticalSection(&cs2);
67. PrintString(_T("Thread1"));
68. LeaveCriticalSection(&cs2);
69. LeaveCriticalSection(&cs1);
70. }
71. return 1;
72. }
73. DWORD WINAPI Thread2(LPVOID lpParameter)
74. {
75. for (int i = 0; i < 5; i++)
76. {
77. EnterCriticalSection(&cs2);
78. Sleep(500);
79. EnterCriticalSection(&cs1);
80. PrintString(_T("Thread2"));
81. LeaveCriticalSection(&cs1);
82. LeaveCriticalSection(&cs2);
83. }
84. return 1;
85. }
86. void PrintString(const CString& strInfo)
87. {
88. EnterCriticalSection(&csprint);
89. wcout<<(const TCHAR*)strInfo<<endl;
90. LeaveCriticalSection(&csprint);
91. }

运行DeadLockTest.exe，程序挂起。

三、 死锁检测
检测工具见《Windows核心编程》，第9章9.8.6节LockCop检测工具。
工具源码地址：http://www1.wintellect.com/Resources/Details/86。

LockCop可使用vs2010编译成功。
备注：该工具使用了Windows Vista/ 7提供的WCT API，故需要在Windows Vista/ 7系统运行LockCop检测工具。

检测，挂起的DeadLockTest.exe，得到线程信息。

检测到程序挂起由死锁引起。

线程4014：等待线程772、线程4012完成。
线程772：拥有关键代码段A，等待关键代码段B（被线程4012拥有）。
线程4012：拥有关键代码段B，等待关键代码段A（被线程772拥有）。

线程772与4012互相等待，程序发生死锁现象。

四、 打印信息
为了便于查找问题，我们加上线程打印信息。
打印线程名称、线程ID以及关键代码段进入信息。

[cpp] view plaincopy

1. DWORD WINAPI Thread1(LPVOID lpParameter)
2. {
3. CString strThreadID = _T("");
4. strThreadID.Format(_T("%d"), GetCurrentThreadId());
5. CString strPrintInfo = _T("");
6. for (int i = 0; i < 5; i++)
7. {
8. EnterCriticalSection(&cs1);
9. strPrintInfo = _T("");
10. strPrintInfo += _T("Thread1 ");
11. strPrintInfo += strThreadID;
12. strPrintInfo += _T(" EnterCriticalSection(&cs1)");
13. PrintString(strPrintInfo);
14. Sleep(500);
15. EnterCriticalSection(&cs2);
16. strPrintInfo = _T("");
17. strPrintInfo += _T("Thread1 ");
18. strPrintInfo += strThreadID;
19. strPrintInfo += _T(" EnterCriticalSection(&cs2)");
20. PrintString(strPrintInfo);
21. LeaveCriticalSection(&cs2);
22. LeaveCriticalSection(&cs1);
23. }
24. return 1;
25. }
26. DWORD WINAPI Thread2(LPVOID lpParameter)
27. {
28. CString strThreadID = _T("");
29. strThreadID.Format(_T("%d"), GetCurrentThreadId());
30. CString strPrintInfo = _T("");
31. for (int i = 0; i < 5; i++)
32. {
33. EnterCriticalSection(&cs2);
34. strPrintInfo = _T("");
35. strPrintInfo += _T("Thread2 ");
36. strPrintInfo += strThreadID;
37. strPrintInfo += _T(" EnterCriticalSection(&cs2)");
38. PrintString(strPrintInfo);
39. Sleep(500);
40. EnterCriticalSection(&cs1);
41. strPrintInfo = _T("");
42. strPrintInfo += _T("Thread2 ");
43. strPrintInfo += strThreadID;
44. strPrintInfo += _T(" EnterCriticalSection(&cs1)");
45. PrintString(strPrintInfo);
46. LeaveCriticalSection(&cs1);
47. LeaveCriticalSection(&cs2);
48. }
49. return 1;
50. }

运行结果如下。

五、 死锁修改
线程互斥进行修改，Thread1与Thread2对关键代码段的进入与退出顺序改为相同。程序运行正常。
修改后线程代码。

[cpp] view plaincopy

1. DWORD WINAPI Thread1(LPVOID lpParameter)
2. {
3. for (int i = 0; i < 5; i++)
4. {
5. EnterCriticalSection(&cs1);
6. Sleep(500);
7. EnterCriticalSection(&cs2);
8. PrintString(_T("Thread1"));
9. LeaveCriticalSection(&cs2);
10. LeaveCriticalSection(&cs1);
11. }
12. return 1;
13. }
14. DWORD WINAPI Thread2(LPVOID lpParameter)
15. {
16. for (int i = 0; i < 5; i++)
17. {
18. EnterCriticalSection(&cs1);
19. Sleep(500);
20. EnterCriticalSection(&cs2);
21. PrintString(_T("Thread2"));
22. LeaveCriticalSection(&cs2);
23. LeaveCriticalSection(&cs1);
24. }
25. return 1;
26. }