[c++11]多線程編程(五)——unique_lock

時間 2019-11-15

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互斥鎖保證了線程間的同步，可是卻將並行操做變成了串行操做，這對性能有很大的影響，因此咱們要儘量的減少鎖定的區域，也就是使用細粒度鎖。編程

這一點lock_guard作的很差，不夠靈活，lock_guard只能保證在析構的時候執行解鎖操做，lock_guard自己並無提供加鎖和解鎖的接口，可是有些時候會有這種需求。看下面的例子。併發

class LogFile {
    std::mutex _mu;
    ofstream f;
public:
    LogFile() {
        f.open("log.txt");
    }
    ~LogFile() {
        f.close();
    }
    void shared_print(string msg, int id) {
        {
            std::lock_guard<std::mutex> guard(_mu);
            //do something 1
        }
        //do something 2
        {
            std::lock_guard<std::mutex> guard(_mu);
            // do something 3
            f << msg << id << endl;
            cout << msg << id << endl;
        }
    }

};

上面的代碼中，一個函數內部有兩段代碼須要進行保護，這個時候使用lock_guard就須要建立兩個局部對象來管理同一個互斥鎖（其實也能夠只建立一個，可是鎖的力度太大，效率不行），修改方法是使用unique_lock。它提供了lock()和unlock()接口，能記錄如今處於上鎖仍是沒上鎖狀態，在析構的時候，會根據當前狀態來決定是否要進行解鎖（lock_guard就必定會解鎖）。上面的代碼修改以下：函數

class LogFile {
    std::mutex _mu;
    ofstream f;
public:
    LogFile() {
        f.open("log.txt");
    }
    ~LogFile() {
        f.close();
    }
    void shared_print(string msg, int id) {

        std::unique_lock<std::mutex> guard(_mu);
        //do something 1
        guard.unlock(); //臨時解鎖

        //do something 2

        guard.lock(); //繼續上鎖
        // do something 3
        f << msg << id << endl;
        cout << msg << id << endl;
        // 結束時析構guard會臨時解鎖
        // 這句話可要可不要，不寫，析構的時候也會自動執行
        // guard.ulock();
    }

};

上面的代碼能夠看到，在無需加鎖的操做時，能夠先臨時釋放鎖，而後須要繼續保護的時候，能夠繼續上鎖，這樣就無需重複的實例化lock_guard對象，還能減小鎖的區域。一樣，可使用std::defer_lock設置初始化的時候不進行默認的上鎖操做：性能

void shared_print(string msg, int id) {
    std::unique_lock<std::mutex> guard(_mu, std::defer_lock);
    //do something 1

    guard.lock();
    // do something protected
    guard.unlock(); //臨時解鎖

    //do something 2

    guard.lock(); //繼續上鎖
    // do something 3
    f << msg << id << endl;
    cout << msg << id << endl;
    // 結束時析構guard會臨時解鎖
}

這樣使用起來就比lock_guard更加靈活！而後這也是有代價的，由於它內部須要維護鎖的狀態，因此效率要比lock_guard低一點，在lock_guard能解決問題的時候，就是用lock_guard，反之，使用unique_lock。學習

後面在學習條件變量的時候，還會有unique_lock的用武之地。線程

另外，請注意，unique_lock和lock_guard都不能複製，lock_guard不能移動，可是unique_lock能夠！code

// unique_lock 能夠移動，不能複製
std::unique_lock<std::mutex> guard1(_mu);
std::unique_lock<std::mutex> guard2 = guard1;  // error
std::unique_lock<std::mutex> guard2 = std::move(guard1); // ok

// lock_guard 不能移動，不能複製
std::lock_guard<std::mutex> guard1(_mu);
std::lock_guard<std::mutex> guard2 = guard1;  // error
std::lock_guard<std::mutex> guard2 = std::move(guard1); // error