听过太多的死锁（Deadlock），今天来聊聊什么是C++活锁（Livelock）。

C++中的活锁（Livelock）并非特指C++语言本身的一个概念，而是并发编程和操作系统中可能遇到的一种现象。活锁指的是任务或者执行者没有被阻塞，但由于某些条件没有满足，导致它们一直重复尝试、失败、再尝试、再失败，形成一个无休止的循环。与死锁（Deadlock）不同，处于活锁的实体是在不断地改变状态，即所谓的“活”，而处于死锁的实体则表现为等待。活锁有可能自行解开，而死锁则不能。

活锁的特点

• 非阻塞状态：与死锁不同，活锁中的任务或执行者并未被阻塞，它们仍然在运行中。
• 无限循环：由于某些条件始终不满足，任务或执行者会不断重复尝试相同的操作，形成一个无限循环。
• 可能自行解开：在某些情况下，活锁可能会因为外部条件的变化或内部逻辑的调整而自行解开。

典型的活锁场景

• 以太网中的CSMA/CD检测机制：在以太网中，当多个设备同时尝试发送数据时，它们会检测信道是否空闲。如果检测到冲突，设备会暂停随机的一段时间后重试。如果多个设备持续以相似的方式重试，就可能导致活锁。
• 自动驾驶的防碰撞系统（假想例子）：在自动驾驶系统中，如果两辆车检测到相撞风险并尝试通过调整方向来避免碰撞，但它们的选择方式导致它们不断相互干扰，就可能形成活锁。

解决方法

• 引入随机性：在C++编码重试机制中引入随机性，以减少多个任务或执行者同时重试的可能性。
• 设定重试次数限制：为重试机制设定一个合理的次数限制，以避免无限循环。
• 采用先来先服务策略：在多个任务或执行者请求同一资源时，采用先来先服务的策略来分配资源，以减少冲突和活锁的可能性。

注意事项

• 在设计并发程序时，应充分考虑活锁的可能性，并采取相应的预防措施。
• 当程序出现性能问题时，应检查是否存在活锁现象，并尝试通过调整算法、优化数据结构或改进并发控制策略来解决。

综上所述，C++活锁是并发编程中可能遇到的一种现象，它会导致程序性能下降甚至无法正常工作。通过合理的设计和预防措施，可以有效地避免活锁的发生。

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本人小杨哥：

超20年C++开发经验，独立软件开发；著名开源产品高并发C++应用服务器MYCP作者；开源企业即时通讯软件Entboost首席架构师；开发有WordBN字远笔记等共享软件产品。

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