[c++11]多线程编程(五)——unique_lock

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互斥锁保证了线程间的同步,但是却将并行操作变成了串行操作,这对性能有很大的影响,所以我们要尽可能的减小锁定的区域,也就是使用细粒度锁。



unique_lock

这一点

lock_guard

做的不好,不够灵活,

lock_guard

只能保证在析构的时候执行解锁操作,

lock_guard

本身并没有提供加锁和解锁的接口,但是有些时候会有这种需求。看下面的例子。

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;
        }
    }

};

上面的代码中,一个函数内部有两段代码需要进行保护,这个时候使用

lock_guard

就需要创建两个局部对象来管理同一个互斥锁(其实也可以只创建一个,但是锁的力度太大,效率不行),修改方法是使用

unique_lock

。它提供了

lock()



unlock()

接口,能记录现在处于上锁还是没上锁状态,在析构的时候,会根据当前状态来决定是否要进行解锁(

lock_guard

就一定会解锁)。上面的代码修改如下:

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(); //临时解锁

        //do something 2

        guard.lock(); //继续上锁
        // do something 3
        f << msg << id << endl;
        cout << msg << id << endl;
        // 结束时析构guard会临时解锁
        // 这句话可要可不要,不写,析构的时候也会自动执行
        // guard.ulock();
    }

};

上面的代码可以看到,在无需加锁的操作时,可以先临时释放锁,然后需要继续保护的时候,可以继续上锁,这样就无需重复的实例化

lock_guard

对象,还能减少锁的区域。同样,可以使用

std::defer_lock

设置初始化的时候不进行默认的上锁操作:

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(); //临时解锁

    //do something 2

    guard.lock(); //继续上锁
    // do something 3
    f << msg << id << endl;
    cout << msg << id << endl;
    // 结束时析构guard会临时解锁
}

这样使用起来就比

lock_guard

更加灵活!然后这也是有代价的,因为它内部需要维护锁的状态,所以效率要比

lock_guard

低一点,在

lock_guard

能解决问题的时候,就是用

lock_guard

,反之,使用

unique_lock



后面在学习条件变量的时候,还会有

unique_lock

的用武之地。

另外,请注意,

unique_lock



lock_guard

都不能复制,

lock_guard

不能移动,但是

unique_lock

可以!

// unique_lock 可以移动,不能复制
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 不能移动,不能复制
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