C++ 并发编程

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C++ 并发编程

2024-07-15 05:57| 来源: 网络整理| 查看: 265

好长一段时间没有写文章了，这次总结一下陈硕大大写的《Linux多线程服务端编程》一书第二章的读书笔记。

1.互斥器（mutex）

使用互斥器的基本原则：

用RAII手法封装mutex的创建、销毁、加锁、解锁这四个操作。Java里面的synchronized语句和C#的using语句也有类似的效果，即保证所得生效期间等于一个作用于，不会因异常而忘记解锁。只用非递归的mutex（即不可重入的mutext）不手工调用lock()和unlock()函数，一切交给栈上的Guard对象的构造和析构函数负责。在每次构造Guard对象的时候，思考一路上（调用栈上）已经持有的锁，防止因为锁顺序不同而导致死锁。进程间通信使用socket，不要使用mutex。加锁、解锁在同一个线程（RAII会保证）。别忘记解锁（RAII会保证）。不要重复解锁（RAII会保证）。必要的时候可以考虑用PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK来排错。

基本的互斥器的代码如下：

class MutexLock { public: MutexLock() { pthread_mutex_init(&_mutex, NULL); } ~MutexLock() { pthread_mutex_destroy(&_mutex); } MutexLock& operator=(MutexLock& other) = delete; MutexLock(MutexLock& other) = delete; void lock() { pthread_mutex_lock(&_mutex); } void unlock() { pthread_mutex_unlock(&_mutex); } pthread_mutex_t* getRawMutex() { return &_mutex; } private: pthread_mutex_t _mutex; }; class MutexGuard { public: MutexGuard(MutexLock& mutex) :_lock(mutex) { _lock.lock(); } ~MutexGuard() { _lock.unlock(); } private: MutexLock& _lock; }; 2.条件变量（condition variable）

如果需要等待某个条件成立，我们应该使用条件变量。条件变量顾名思义是一个或多个线程等待某个布尔表达式为真，即等待别的线程“唤醒”它。条件变量的学名叫管程（monitor）。Java Object内置的wait()、notify()、notifyAll()是条件变量。对于wait端应该注意：

必须与mutex一起使用，该布尔表达式的读写接收此mutex的保护在mutex已经上锁的时候才能调用wait() 把判断布尔条件和wait()放到while循环中

如下是一个简单的Condition实现

class Condition { public: Condition(MutexLock& mutex) :_mutex(mutex) { pthread_cond_init(&_cond, NULL); } ~Condition() { pthread_cond_destroy(&_cond); } void wait() { pthread_cond_wait(&_cond, _mutex.getRawMutex()); } void notify() { pthread_cond_signal(&_cond); } void notifyAll() { pthread_cond_broadcast(&_cond); } private: MutexLock& _mutex; pthread_cond_t _cond; }; 关于Spurious wakeup（虚假唤醒）

虚假唤醒在linux的多处理器系统中，在程序接收到信号前可能会发生。在Windows系统和JAVA虚拟机上也存在。在系统设计时应该可以避免虚假唤醒，但是这会影响条件变量的执行效率，而既然通过while循环就能避免虚假唤醒造成的错误，因此程序的逻辑就变成了while循环的情况。

3.copy-on-write

主要思想是这样的：让读的加锁粒度尽量的小，但当写数据的时候，新的读请求是阻塞的。

typedef std::shared_ptr MapPtr; MapPtr gData(new Map); // 有一个数据是需要共享的 MapPtr getData() { // 读数据只有这一段是加锁的 MutexGuard guard(mutex); return gData; } // read threads MapPtr _data = getData(); // process _data.... // write thread MutexGuard guard(mutex); // 写数据全场加锁 if(!gData.unique()) { MapPtr tmpData(new Map(gData.get())); gData.swap(tmpData); } // process _data ... 4.小结

记得两年前开始了解C++多线程编程的时候看了陈硕的这本书，工作两年，由于长时间使用Python，对C++已经有些陌生了，更别说C++多线程编程了，今天再次拾起这本书，重读前面两章就当复习了。接下来我会抽周末看一下《C++ Concurrency In Action》，也会陆续写一些相关的读书笔记。

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