C++温故补缺(十八):lock类

lock类

简单说明三个参数

lock_guard和unique_lock的第二个参数，是一个常数，一个标记tag。

Type	Effect(s)
defer_lock_t	do not acquire ownership of the mutex
try_to_lock_t	try to acquire ownership of the mutex without blocking
adopt_lock_t	assume the calling thread already has ownership of the mutex

其中，lock_guard只能使用adopt_lock,而unique_lock三个都可以用。

defer_lock是一个标记，用来阻止对象在构造时获取mutex的所有权，也就是在构造时先不加锁，后面可以手动用lock加锁

Passing defer_lock to unique_lock's constructor, makes it not to lock the mutex object automatically on construction, initializing the object as not owning a lock.

try_to_lock类似try_lock都是非阻塞式地尝试获取锁，而adopt则是假设调用的线程已经对互斥量上锁，实际mutex对象并没有上锁，只是thread获取了mutex对象的所有权。

lock_guard

lock_guard是mutex的封装类，它提供了一种方便的RAII-style机制来获取一个mutex互斥量，到达持续加锁的目的。

(RAII-style是C++的一种资源管理机制，用其管理的对象，在对象构造时获取该对象的资源，在对象生命周期间控制对象资源的访问，最后在对象析构后释放对象资源。)

lock_guard完整格式：template <class Mutex> class lock_guard;

其中的Mutex不是mutex类，而是一个Basiclockable的类型，C++中有这几个类：

type
mutex
recursive_mutex
timed_mutex
recursive_timed_mutex
unique_lock

例子：将之前的打印机模拟改成lock_guard同步

#include<iostream>
#include<thread>
#include<mutex>
using namespace std;

mutex l;//打印机锁
string printstr;//模拟打印机装入信息
void printer(string str){
    lock_guard<mutex> locker(l);//用lock_guard改写
    printstr=str;
    this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));//模拟线程被阻塞
    for(int i=0;i<3;i++)
        cout<<printstr<<endl;

}

int main(){
    thread th1(printer,"Hello");
    thread th2(printer,"world");
    th1.join();
    th2.join();
}

lock_guard不能中途解锁，不能复制/移动，但是效率高。

可以使用的参数:adopt_lock

lock_guard<mutex> locker(l,adopt_lock);

但是不能后续手动lock

unique_lock

参考：cplusplus

unique_lock也是一个模板类，拥有lock_guard的所有功能，但比lock_guard更强大。相比lock_guard构造时自动加锁析、构时解锁，unique_lock提供了加锁和解锁的接口，可以根据需求加锁解锁。

比如，在使用defer_lock参数后，unique_lock对象还可以后续手动上锁。如：

#include<iostream>
#include<thread>
#include<mutex>
using namespace std;

mutex l;//打印机锁
string printstr;//模拟打印机装入信息
void printer(string str){
    unique_lock<mutex> locker(l,defer_lock);//用unique_lock改写
    locker.lock();//手动上锁
    printstr=str;
    this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));//模拟线程被阻塞
    for(int i=0;i<3;i++)
        cout<<printstr<<endl;

}

int main(){
    thread th1(printer,"Hello");
    thread th2(printer,"world");
    th1.join();
    th2.join();
}

defer_lock和adopt_lock的区别

defer_lock是暂时先不加锁，和未上锁的状态是一致的，而adopt_lock假设线程已经获取了锁，在mutex对象中，有个m_owns参数，也就是前面说的ownership，被谁获取了，这个值表示是否被调用的线程获取mutex对象的所有资源。但是并不是上锁的意思，上锁的参数是mutex对象的数据域的_lock值控制的，defer_lock和未上锁的状态一致，m_owns为false,data域的_lock值为0。当使用lock()手动上锁时，m_owns为true，data域的_lock值为1。

而adopt_lock,会使m_owns为true,但是_lock却是0,也就是线程拥有了mutex对象，但是并没有上锁，后续如果上锁的话，会导致死锁，因为上锁首先要获取锁，而锁已经被拥有了，也就导致死锁了。

实际操作：初始用defer_lock，后面手动上锁