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gdb调试死锁

news 2025/9/4 10:20:12

Linux下gdb调试死锁

死锁条件

互斥条件（Mutual Exclusion）
定义：资源具有排他性，即一个资源在同一时间只能被一个线程（或进程）占用，其他线程必须等待该资源被释放后才能使用。

解释：这是死锁产生的基础。如果资源可以被多个线程同时访问（如读写锁的 “读模式”），则不会因争夺该资源而产生死锁。

示例：打印机、独占锁（如std::mutex）都是互斥资源。当线程 A 持有mutex1时，线程 B 必须等待 A 释放mutex1才能获取。
持有并等待条件（Hold and Wait）
定义：一个线程已经持有至少一个资源，同时又在等待获取其他线程所持有的资源，且在等待过程中不释放自己已持有的资源。

解释：线程在获取资源时并非一次性获取所有需要的资源，而是先持有部分资源，再等待其他资源，这就可能导致多个线程互相等待对方的资源。

示例：线程 A 持有mutex1，同时等待mutex2；线程 B 持有mutex2，同时等待mutex1。此时两者都 “持有部分资源并等待其他资源”，满足该条件。
不可剥夺条件（No Preemption）
定义：线程已持有的资源不能被其他线程强制剥夺，只能由该线程主动释放。

解释：如果资源可以被强制剥夺（例如操作系统的进程调度中，高优先级进程可抢占低优先级进程的 CPU 资源），则死锁不会发生。但多数资源（如锁、文件句柄）不支持强制剥夺，因此该条件容易满足。

示例：线程 A 持有mutex1，线程 B 等待mutex1时，无法强制让 A 释放mutex1，只能等待 A 主动调用unlock()。
循环等待条件（Circular Wait）
定义：多个线程之间形成一种首尾相接的等待关系，即线程 1 等待线程 2 持有的资源，线程 2 等待线程 3 持有的资源，……，线程 n 等待线程 1 持有的资源，形成一个闭环。

解释：这是死锁的直观表现。循环等待依赖于前三个条件的存在，只有当多个线程互相等待对方的资源时，才会形成闭环。

示例：线程 A 等待线程 B 的mutex2，线程 B 等待线程 A 的mutex1，形成 “A→B→A” 的循环等待；若有三个线程，则可能形成 “A→B→C→A” 的闭环。

代码

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <chrono>using namespace std;// 定义两个互斥锁
mutex mtx1, mtx2;// 线程1：先获取mtx1，再获取mtx2
void thread_func1() {cout << "线程1：尝试获取mtx1" << endl;lock_guard<mutex> lock1(mtx1);  // 获取mtx1cout << "线程1：已获取mtx1" << endl;// 模拟处理时间，让线程2有机会获取mtx2this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));cout << "线程1：尝试获取mtx2" << endl;lock_guard<mutex> lock2(mtx2);  // 尝试获取mtx2，此时会阻塞cout << "线程1：已获取mtx2（不会执行到这里）" << endl;
}// 线程2：先获取mtx2，再获取mtx1
void thread_func2() {cout << "线程2：尝试获取mtx2" << endl;lock_guard<mutex> lock2(mtx2);  // 获取mtx2cout << "线程2：已获取mtx2" << endl;// 模拟处理时间，让线程1有机会获取mtx1this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));cout << "线程2：尝试获取mtx1" << endl;lock_guard<mutex> lock1(mtx1);  // 尝试获取mtx1，此时会阻塞cout << "线程2：已获取mtx1（不会执行到这里）" << endl;
}int main() {thread t1(thread_func1);thread t2(thread_func2);t1.join();t2.join();cout << "程序结束（不会执行到这里）" << endl;return 0;
}