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.   
4. #include "stdafx.h"  
5. #include "DeadLockTest.h"  
6.   
7. #ifdef _DEBUG  
8. #define new DEBUG_NEW  
9. #endif  
10.   
11.   
12. // The one and only application object  
13.   
14. CWinApp theApp;  
15.   
16. using namespace std;  
17.   
18. CRITICAL_SECTION cs1;  
19. CRITICAL_SECTION cs2;  
20. CRITICAL_SECTION csprint;  
21.   
22. //初始化关键代码段  
23. void InitMyCriticalSection();  
24. //删除关键代码段  
25. void DeleteMyCriticalSection();  
26. //打印信息  
27. void PrintString(const CString& strInfo);  
28.   
29. DWORD WINAPI Thread1(LPVOID lpParameter);  
30. DWORD WINAPI Thread2(LPVOID lpParameter);  
31.   
32. int _tmain(int argc, TCHAR* argv[], TCHAR* envp[])  
33. {  
34.     int nRetCode = 0;  
35.   
36.     // initialize MFC and print and error on failure  
37.     if (!AfxWinInit(::GetModuleHandle(NULL), NULL, ::GetCommandLine(), 0))  
38.     {  
39.         // TODO: change error code to suit your needs  
40.         _tprintf(_T("Fatal Error: MFC initialization failed\n"));  
41.         nRetCode = 1;  
42.   
43.         return nRetCode;  
44.     }  
45.   
46.     //初始化关键代码段  
47.     InitMyCriticalSection();  
48.   
49.     //创建线程  
50.     HANDLE hThread1 = CreateThread(NULL, 0, Thread1, NULL, 0, NULL);  
51.     HANDLE hThread2 = CreateThread(NULL, 0, Thread2, NULL, 0, NULL);  
52.   
53.     //等待线程结束  
54.     WaitForSingleObject(hThread1, INFINITE);  
55.     WaitForSingleObject(hThread2, INFINITE);  
56.   
57.     //关闭线程句柄  
58.     CloseHandle(hThread1);  
59.     CloseHandle(hThread2);  
60.   
61.     //释放关键代码段  
62.     DeleteMyCriticalSection();  
63.   
64.     return nRetCode;  
65. }  
66.   
67. void InitMyCriticalSection()  
68. {  
69.     InitializeCriticalSection(&cs1);  
70.     InitializeCriticalSection(&cs2);  
71.     InitializeCriticalSection(&csprint);  
72. }  
73.   
74. void DeleteMyCriticalSection()  
75. {  
76.     DeleteCriticalSection(&cs1);  
77.     DeleteCriticalSection(&cs2);  
78.     DeleteCriticalSection(&csprint);  
79. }  
80.   
81. DWORD WINAPI Thread1(LPVOID lpParameter)  
82. {  
83.     for (int i = 0; i < 5; i++)  
84.     {  
85.         EnterCriticalSection(&cs1);  
86.         Sleep(500);  
87.         EnterCriticalSection(&cs2);  
88.   
89.         PrintString(_T("Thread1"));  
90.   
91.         LeaveCriticalSection(&cs2);  
92.         LeaveCriticalSection(&cs1);  
93.     }  
94.   
95.     return 1;  
96. }  
97.   
98. DWORD WINAPI Thread2(LPVOID lpParameter)  
99. {  
100.     for (int i = 0; i < 5; i++)  
101.     {  
102.         EnterCriticalSection(&cs2);  
103.         Sleep(500);  
104.         EnterCriticalSection(&cs1);  
105.   
106.         PrintString(_T("Thread2"));  
107.   
108.         LeaveCriticalSection(&cs1);  
109.         LeaveCriticalSection(&cs2);  
110.     }  
111.   
112.     return 1;  
113. }  
114.   
115. void PrintString(const CString& strInfo)  
116. {  
117.     EnterCriticalSection(&csprint);  
118.     wcout<<(const TCHAR*)strInfo<<endl;  
119.     LeaveCriticalSection(&csprint);  
120. }  

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.   
6.     CString strPrintInfo = _T("");  
7.   
8.     for (int i = 0; i < 5; i++)  
9.     {  
10.         EnterCriticalSection(&cs1);  
11.   
12.         strPrintInfo = _T("");  
13.         strPrintInfo += _T("Thread1 ");  
14.         strPrintInfo += strThreadID;  
15.         strPrintInfo += _T(" EnterCriticalSection(&cs1)");  
16.   
17.         PrintString(strPrintInfo);  
18.   
19.         Sleep(500);  
20.         EnterCriticalSection(&cs2);  
21.   
22.         strPrintInfo = _T("");  
23.         strPrintInfo += _T("Thread1 ");  
24.         strPrintInfo += strThreadID;  
25.         strPrintInfo += _T(" EnterCriticalSection(&cs2)");  
26.   
27.         PrintString(strPrintInfo);  
28.   
29.         LeaveCriticalSection(&cs2);  
30.         LeaveCriticalSection(&cs1);  
31.     }  
32.   
33.     return 1;  
34. }  
35.   
36. DWORD WINAPI Thread2(LPVOID lpParameter)  
37. {  
38.     CString strThreadID = _T("");  
39.     strThreadID.Format(_T("%d"), GetCurrentThreadId());  
40.   
41.     CString strPrintInfo = _T("");  
42.   
43.     for (int i = 0; i < 5; i++)  
44.     {  
45.         EnterCriticalSection(&cs2);  
46.   
47.         strPrintInfo = _T("");  
48.         strPrintInfo += _T("Thread2 ");  
49.         strPrintInfo += strThreadID;  
50.         strPrintInfo += _T(" EnterCriticalSection(&cs2)");  
51.   
52.         PrintString(strPrintInfo);  
53.   
54.         Sleep(500);  
55.   
56.         EnterCriticalSection(&cs1);  
57.   
58.         strPrintInfo = _T("");  
59.         strPrintInfo += _T("Thread2 ");  
60.         strPrintInfo += strThreadID;  
61.         strPrintInfo += _T(" EnterCriticalSection(&cs1)");  
62.   
63.         PrintString(strPrintInfo);  
64.   
65.         LeaveCriticalSection(&cs1);  
66.         LeaveCriticalSection(&cs2);  
67.     }  
68.   
69.     return 1;  
70. }  

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.   
9.         PrintString(_T("Thread1"));  
10.   
11.         LeaveCriticalSection(&cs2);  
12.         LeaveCriticalSection(&cs1);  
13.     }  
14.   
15.     return 1;  
16. }  
17.   
18. DWORD WINAPI Thread2(LPVOID lpParameter)  
19. {  
20.     for (int i = 0; i < 5; i++)  
21.     {  
22.         EnterCriticalSection(&cs1);  
23.         Sleep(500);  
24.         EnterCriticalSection(&cs2);  
25.   
26.         PrintString(_T("Thread2"));  
27.   
28.         LeaveCriticalSection(&cs2);  
29.         LeaveCriticalSection(&cs1);  
30.     }  
31.   
32.     return 1;  
33. }