异步捕获线程状态遇锁抢占问题：如何赋予get_state更高优先级？

你的问题本质是线程饥饿——线程1释放互斥锁后立即重新尝试获取，操作系统调度器大概率会优先把锁再次分配给处于运行态的线程1，导致线程2永远抢不到锁。以下是几种可行的解决思路：

方案1：主动让出CPU（简单易实现） #

修改线程1的循环逻辑，在每次释放锁后主动让出CPU，给线程2抢锁的机会：

void do_run()
{
    while(!m_should_stop.load())
    {
        {
            std::lock_guard lock{m_task_mtx};
            if(m_task.step() == task_step_result::task_is_completed)
            { return; } 
        } // 锁在此处自动释放
        std::this_thread::yield(); // 主动通知调度器给其他线程分配CPU时间
    }
}

yield()不会让线程进入休眠，只是告诉调度器“我暂时不需要CPU，可以分给其他线程”，开销很小，能有效缓解线程2的饥饿问题。

方案2：基于优先级继承的互斥锁（解决优先级反转） #

如果你的程序运行在POSIX系统（Linux、macOS等），可以使用带优先级继承的互斥锁，从底层解决线程调度优先级问题：

1. 初始化互斥锁时配置优先级继承属性：

#include <pthread.h>

// 替换原有的std::mutex
pthread_mutex_t m_task_mtx;

// 在构造函数或初始化代码中执行
pthread_mutexattr_t attr;
pthread_mutexattr_init(&attr);
// 启用优先级继承，防止高优先级线程被低优先级线程阻塞
pthread_mutexattr_setprotocol(&attr, PTHREAD_PRIO_INHERIT);
pthread_mutex_init(&m_task_mtx, &attr);

2. 给线程2设置更高的调度优先级：

#include <sched.h>

// 假设thread2是线程2的pthread_t句柄
struct sched_param param;
// 设置为SCHED_FIFO调度策略，优先级取最大值
param.sched_priority = sched_get_priority_max(SCHED_FIFO);
pthread_setschedparam(thread2, SCHED_FIFO, &param);

当线程2（高优先级）等待互斥锁时，持有锁的线程1会被临时提升到线程2的优先级，确保线程1能尽快完成step()并释放锁，线程2就能立即获取锁。

方案3：带超时的锁尝试（平衡计算效率与响应性） #

让线程1尝试获取锁时加入超时，若短期内获取不到就主动让步，避免霸占锁：

void do_run()
{
    while(!m_should_stop.load())
    {
        std::unique_lock<std::timed_mutex> lock{m_task_mtx, std::defer_lock};
        // 尝试1ms内获取锁，失败则让出CPU
        if(lock.try_lock_for(std::chrono::milliseconds(1)))
        {
            if(m_task.step() == task_step_result::task_is_completed)
            { return; } 
        }
        else
        {
            std::this_thread::yield();
        }
    }
}

这里需要把原有的std::mutex替换为std::timed_mutex。这种方式既能保证线程1的计算效率，又能给线程2足够的抢锁机会。

补充说明 #

• 不推荐使用固定时长的休眠（比如sleep_for(10ms)），会浪费CPU资源或导致响应延迟，yield()是更轻量的选择。
• 如果是C++17及以上版本，也可以考虑std::shared_mutex：线程1用std::unique_lock写状态，线程2用std::shared_lock读状态。但这种方式主要解决多线程读的场景，若线程1持续霸占写锁，仍可能出现线程2饥饿，建议配合yield()或超时逻辑使用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user877329