c++ 封装线程库 0
2024-08-28 14:34:50
1.互斥锁简介
互斥锁主要用于互斥,互斥是一种竞争关系,用来保护临界资源一次只被一个线程访问。
POSIX Pthread提供下面函数用来操作互斥锁。
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *mutexattr);
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
//返回:
//pthread_mutex_init总是返回0
//其他mutex函数返回0表示成功,非0的错误码表示失败
#define CHECK(exp) \
if(!exp) \
{ \
fprintf(stderr, "File:%s, Line:%d Exp:[" #exp "] is true, abort.\n",__FILE__, __LINE__); abort();\
}
由于pthread系列函数返回成功的时候都是0,因此,我们可以写一个宏作为一个轻量级的检查手段,来判断处理错误。
实际使用的时候只需: CHECK(!pthread_mutex_lock(&mutex));
2.互斥锁的封装
需要考虑以下几个问题:
a.互斥锁的初始化与销毁。
b.互斥锁的操作:加锁和释放锁。
另外,我们的自己封装的类不应该有赋值和拷贝构造的语义,这一点跟单例模式类似,我们可以使我们的类继承自boost库的noncopyable。
//MutexLock.h #ifndef __MUTEXLOCK_H__
#define __MUTEXLOCK_H__
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <boost/noncopyable.hpp>
#include <pthread.h>
#include <assert.h> #define CHECK(exp) \
if(!exp) \
{ \
fprintf(stderr, "File:%s, Line:%d Exp:[" #exp "] is true, abort.\n",__FILE__, __LINE__); abort();\
} class MutexLock : public boost::noncopyable
{
friend class Condition;//条件变量友元声明
public:
MutexLock();
~MutexLock();
void lock();
void unlock();
bool isLocking() const
{
return isLocking_;
}
pthread_mutex_t *getMutexPtr()
{
return &mutex_;
}
private:
void restoreMutexStatus()
{
isLocking_=true;
}
pthread_mutex_t mutex_;//互斥锁
bool isLocking_;
};
#endif
这里完成了MutexLock 类的声明,但是这里还需要一些补充,那就是使用RAII(资源获取即初始化)技术,对MutexLock初始化和析构进行处理:初始化的时候加锁,析构的时候解锁,这就需要我们重新定义一个class MutexLockGuard
对MutexLock
进行操作
class MutexLockGuard:public boost::noncopyable
{
public:
MutexLockGuard(MutexLock &mutex):mutex_(mutex){ mutex_.lock();}//构造时加锁
~MutexLockGuard()//析构时解锁
{
mutex_.unlock();
}
private:
MutexLock &mutex_;//注意这里为什么是引用!!!!
};
下面就要具体实现几个函数了,主要是: pthread_mutex_init()
、pthread_mutex_destroy()
、pthread_mutex_lock()
、pthread_mutex_unlock()
这四个函数的封装:
#include "MutexLock.h"
MutexLock::MutexLock():isLocking_(false)
{
CHECK(!pthread_mutex_init(&mutex_,NULL));
}
MutexLock::~MutexLock()
{
assert(!isLocking());
CHECK(!pthread_mutex_destroy(&mutex_));
}
void MutexLock::lock()
{
CHECK(!pthread_mutex_lock(&mutex_))//先加锁再修改状态,保证以下赋值操作的原子性。
isLocking_=true;
} void MutexLock::unlock()
{
isLocking_=false;//先修改状态在解锁,保证赋值操作的原子性。
CHECK(!pthread_mutex_unlock(&mutex_));
}
封装以后,我们使用:
MutexLockGurad lock(mutex);//就是 MutexLock对象被另一个对象管理
对临界区进行加锁,而只要我们控制好lock
变量的生存期,就能控制临界区,例如:
int count=;
{
MutexLockGurad lock(mutex);
count++;
}//临界区
//...
//离开lock的作用域,lock作为栈上变量,自动释放,调用析构函数,同时释放锁。
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