Минимальное количество мьютексов, которое может привести к взаимоблокировке (deadlock), — это два. Взаимоблокировка происходит, когда два потока захватывают мьютексы в различном порядке и каждый поток ждет освобождения мьютекса, захваченного другим потоком. Рассмотрим пример, чтобы понять, как это работает.

Допустим, у нас есть два потока (Thread 1 и Thread 2) и два мьютекса (Mutex A и Mutex B).

1. Thread 1 захватывает Mutex A.
2. Thread 2 захватывает Mutex B.
3. Thread 1 пытается захватить Mutex B и блокируется, так как Mutex B уже захвачен Thread 2.
4. Thread 2 пытается захватить Mutex A и блокируется, так как Mutex A уже захвачен Thread 1.

Теперь оба потока заблокированы, и ни один из них не может продолжить выполнение, так как каждый ждет освобождения мьютекса, захваченного другим потоком.

Пример кода, приводящего к взаимоблокировке:

```cpp
#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

std::mutex mutexA;
std::mutex mutexB;

void threadFunction1() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock1(mutexA);
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(50)); // Имитация задержки
    std::lock_guard<std::mutex> lock2(mutexB);
    std::cout << "Thread 1 has locked both mutexes" << std::endl;
}

void threadFunction2() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock1(mutexB);
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(50)); // Имитация задержки
    std::lock_guard<std::mutex> lock2(mutexA);
    std::cout << "Thread 2 has locked both mutexes" << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t1(threadFunction1);
    std::thread t2(threadFunction2);

    t1.join();
    t2.join();

    return 0;
}
```

Объяснение кода:

1. Thread 1 захватывает mutexA и пытается захватить mutexB после небольшой задержки.
2. Thread 2 захватывает mutexB и пытается захватить mutexA после небольшой задержки.
3. В результате получается, что оба потока ждут друг друга, и происходит взаимоблокировка.

Избежание взаимоблокировок

Необходимо соблюдать несколько правил:

1. Последовательность захвата мьютексов: Все потоки должны захватывать мьютексы в одном и том же порядке.
2. Использование `std::lock`: Как уже обсуждалось ранее, использование функции `std::lock` позволяет избежать взаимоблокировок при захвате нескольких мьютексов.
3. Избегание долгих критических секций: Минимизируйте время, в течение которого мьютексы остаются захваченными, чтобы уменьшить вероятность блокировок.

Для возникновения взаимоблокировки (deadlock) достаточно двух мьютексов и двух потоков, которые захватывают эти мьютексы в разном порядке. Чтобы избежать таких ситуаций, нужно соблюдать единый порядок захвата мьютексов и использовать функции, такие как `std::lock`, которые предотвращают взаимоблокировки.

May 24, 2024, easyoffer