c++ - 范围锁定如何工作？

Question

我正在学习 C++，我看到作用域锁的源代码非常简单。. 它是如何工作的，这是“资源获取即实例化”（RAII）的一个例子吗？

Answer 1

这是说明作用域锁的小代码：

 void do_something()
 {
    //here in the constructor of scoped_lock, the mutex is locked, 
    //and a reference to it is kept in the object `lock` for future use
     scoped_lock lock(shared_mutex_obj);

    //here goes the critical section code

}//<---here : the object `lock` goes out of scope
 //that means, the destructor of scoped_lock will run.
 //in the destructor, the mutex is unlocked.

阅读评论。这就解释了 scoped_lock 是如何工作的。

以下是scoped_lock通常的实现方式（最少的代码）：

class scoped_lock : noncopyable
{
     mutex_impl &_mtx; //keep ref to the mutex passed to the constructor
   public:
      scoped_lock(mutex_impl & mtx ) : _mtx(mtx) 
      { 
          _mtx.lock();  //lock the mutex in the constructor
      }
      ~scoped_lock() 
      { 
         _mtx.unlock(); //unlock the mutex in the constructor
      }
};

Answer 2

RAII (Resource Acquisition Is Initialisation) 的理念是创建一个对象并对其进行初始化，这些操作结合在一起成为一个不可分割的动作。这通常意味着它们在对象的构造函数中执行。

作用域锁的工作原理是在构造互斥锁时锁定互斥锁，并在销毁互斥锁​​时解锁。C++ 规则保证当控制流离开作用域时（甚至通过异常），正在退出的作用域的本地对象被正确地破坏。这意味着使用范围锁而不是手动调用lock()，并且不可能意外地不解锁互斥锁，例如，当在和unlock()之间的代码中间抛出异常时。lock()unlock()

这个原则适用于所有获取需要释放的资源的场景，而不仅仅是锁定互斥锁。为具有类似语法的其他操作提供此类“范围保护”类是一种很好的做法。

例如，我最近研究了一个数据结构类，它通常在修改时发送信号，但是对于一些批量操作必须禁用这些。提供一个作用域保护类，在构造时禁用它们并在销毁时重新启用它们，防止对禁用/启用函数的潜在不平衡调用。

Answer 3

基本上它是这样工作的：

template <class Lockable>
class lock{
public:
    lock(Lockable & m) : mtx(m){
        mtx.lock();
    }
    ~lock(){
        mtx.unlock();
    }
private:
    Lockable & mtx;
};

如果你像这样使用它

int some_function_which_uses_mtx(){
    lock<std::mutex> lock(mtx);
    /* Work with a resource locked by mutex */
    if( some_condition())
        return 1;
    if( some_other_condition())
        return 1;
    function_witch_might_throw();
    return;
}

您创建一个具有基于范围的生命周期的新对象。每当离开当前范围并且该锁被销毁时，它将自动调用mtx.unlock(). 请注意，在此特定示例中，互斥锁上的锁是由lockRAIII 的构造函数获取的。

如果没有范围保护，您将如何做到这一点？mtx.unlock()每当您离开该功能时，您都需要致电。这是a) 麻烦和b) 容易出错的。此外，您不能在没有范围保护的情况下在返回后释放互斥锁。