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c++ - 在等待 std::condition_variable 时如何处理系统时钟的变化？

问题描述

我正在尝试在 C++11 中实现一些跨平台代码。此代码的一部分使用std::condition_variable实现信号量对象。当我需要对信号量进行定时等待时，我使用wait_until或 wait_for。

我遇到的问题是，在基于 POSIX 的系统上，condition_variable 的标准实现似乎依赖于系统时钟，而不是单调时钟（另请参阅：this issue against the POSIX spec）

这意味着如果系统时钟更改为过去的某个时间，我的条件变量将阻塞的时间比我预期的要长得多。例如，如果我希望我的 condition_variable 在 1 秒后超时，如果有人在等待期间将时钟调回 10 分钟，则 condition_variable 会阻塞 10 分钟 + 1 秒。我已经确认这是 Ubuntu 14.04 LTS 系统上的行为。

我需要依靠这个超时至少有点准确（即，它可能在一定的误差范围内不准确，但如果系统时钟发生变化，仍然需要执行）。看来我需要做的是编写我自己的 condition_variable 版本，它使用 POSIX 函数并使用单调时钟实现相同的接口。

这听起来像是很多工作——而且有点乱。有没有其他方法可以解决这个问题？

标签： c++c++11timecondition-variablesystem-clock

解决方案

我遇到了同样的问题。我的一位同事给了我一个提示，让我可以使用某些 C 函数<pthread.h>，这对我来说效果很好。

例如，我有：

std::mutex m_dataAccessMutex;
std::condition_variable m_dataAvailableCondition;

其标准用法：

std::unique_lock<std::mutex> _(m_dataAccessMutex);
// ...
m_dataAvailableCondition.notify_all();
// ...
m_dataAvailableCondition.wait_for(...);

以上可以用pthread_mutex_tand代替pthread_cond_t。优点是您可以将时钟指定为单调的。简要使用示例：

#include <pthread.h>

// Declare the necessary variables
pthread_mutex_t m_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_condattr_t m_attr;
pthread_cond_t m_cond;

// Set clock to monotonic
pthread_condattr_init(&m_attr);
pthread_condattr_setclock(&m_attr, CLOCK_MONOTONIC);
pthread_cond_init(&m_cond, &m_attr); 

// Wait on data
struct timespec ts;
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
ts.tv_sec += timout_in_seconds; 
pthread_mutex_lock(&m_mutex);
int rc = pthread_cond_timedwait(&m_cond, &m_mutex, &ts);
if (rc != ETIMEDOUT)
    ; // do things with data
else 
    ; // error: timeout
// ...
pthread_mutex_unlock(&m_mutex); // have to do it manually to unlock
// ...

// Notify the data is ready
pthread_cond_broadcast(&m_cond);

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