6. 保护共享数据的替代措施

保护共享数据的替代措施

互斥量是保护数据的一种通用错失，但并不是唯一错失，这里有很多的替代方法可以在一些特定的情况下，提供更加合适的保护

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1. 共享数据初始化过程的保护
   假设对于一个共享源，构造的代价非常昂贵，在单线程中，通常采用延迟初始化的方法例子如下；

   shard_ptr<resource> resource_ptr;
   void foo(){
   	if(resource_ptr == nullptr){
   		resource_ptr.reset(new resource);
   	}
   	resource_ptr->dowork();
   }
   

   上述代码在单线程中是能够稳定运行的，但是在多线程中就会存在一定的问题，因此，在多线程中，会对resource_ptr加锁保护，代码如下

   shared_ptr<resource>resource_ptr;
   mutex m;
   void foo(){
   	lock_guard<mutex>loc(m);
   	if(resource_ptr == nullptr){
   		resource_ptr.reset(new resource);
   	}
   	loc.unlock();
   	resource_ptr->dowork();
   }
   

   上述代码虽然解决了线程安全的问题，但是，由于resource_ptr只需要初始化一次，但后面每次调用foo的时候，都需要加锁检查resource_ptr（虽然我们已经知道肯定已经进行了初始化）。
   人们对这段代码进行了各种改造，包括声名狼藉的双检查锁（为什么说他声名狼藉，具体原因在此不多加说明，感兴趣的读者可以查看网上的说法）

• C++的保护方法
  在C++中提供了std::once_flag和std::call_once来处理这样的情况，比起锁住互斥量，显示检查指针初始化来说，每个线程只需要使用call_once，在这个函数结束的时候，就能安全地知道指针是否已经被其他线程初始化了，消耗明显更少，具体操作如下所示；

  shared_ptr<resource>resource_ptr;
  once_flag resource_flag;
  void init(){
    resouce_ptr.reset(new resource);
  }
  void foo(){
    call_once(resource_flag,init);
    resource_ptr->dowork();
  }
  

  当作为类成员的时候，需要传入this指针具体如下；

  class A{
  	shared_ptr<m>ptr;
  	once_flag ptr_flag;
  	void init(){
  	  ptr.reset(new m);
  	}
  	void foo(){
  	  call_once(ptr_flag,init,this);
  	  ptr->dowork()''
  	}
  }
  

  类似于thread和bind的构造方法，注意一点，mutex和once_flag实力都是不能拷贝或者移动的

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2. 保护很少更新的数据结构
   这里需要用到另外一种锁，叫读者-作者锁，它允许两种不同的使用方法，一个作者线程独占访问和共享访问，让多个读者线程并发访问由于c++标砖中没有这样的方法，但是boost库中提供了这样的方法，示例代码如下所示：

   class A;
   class A{
   	mutable boost::shared_mutex sm;
   	std::mutex m;
   	void read(){
   	  boost::shared_lock<boost::shared mutex>sl(sm);
   	  ...
   	}
   	vodi write(){
   	  std::lock_guard<mutex>loc(m);
   	  ...
   	}
   }