28、线程编程：避免错误与性能问题
线程编程：避免错误与性能问题
1. 避免代码错误
1.1 处理死锁问题
当程序因死锁而挂起时，线程调试器需要具备两个重要功能：
- 记录互斥锁所有权：调试器应允许程序在记录互斥锁所有权的模式下运行，并可通过调试命令显示这些信息。若发现某个线程在持有其他互斥锁的同时被另一个互斥锁阻塞，很可能存在死锁。
- 检查调用栈：检查持有互斥锁的线程的调用栈，以确定互斥锁为何一直处于锁定状态。
然而，调用栈信息可能并不总是足够的。一个常见的死锁原因是某个线程在返回函数时未解锁互斥锁。这种情况下，可能需要更复杂的工具来跟踪程序的同步行为。
1.2 警惕优先级反转
优先级反转是依赖实时优先级调度的应用程序或库特有的问题。它涉及至少三个不同优先级的线程，是同步和调度需求之间的冲突。优先级反转会使低优先级线程无限期地阻止高优先级线程运行，通常不会导致死锁，但仍是严重问题。
常见的优先级反转情况是，低优先级线程锁定互斥锁后被高优先级线程抢占，高优先级线程因该互斥锁被锁定而阻塞。若此时中优先级线程被唤醒，可能会阻止低优先级线程运行，从而使高优先级线程被低优先级线程的行为阻塞。
以下是避免优先级反转的一些建议：
- 完全避免实时调度：但在许多实时应用中这不切实际。
- 设计线程：使不同优先级的线程无需使用相同的互斥锁。不过，很多 ANSI C 函数会使用互斥锁，这可能也难以实现。
- 使用优先级上限互斥锁或优先级继承：这是 Pthreads 的可选功能，并非所有地方都可用，且无法为未创建的互斥锁设置优先级协议。
- 避免在高优先级线程中调用可能锁定非自己创建的互