提升Mutex Scoped Lock

Question

我正在阅读drdobbs.com上的Boost Mutex教程,并发现了这段代码:

#include <boost/thread/thread.hpp>
#include <boost/thread/mutex.hpp>
#include <boost/bind.hpp>
#include <iostream>

boost::mutex io_mutex;

void count(int id)
{
  for (int i = 0; i < 10; ++i)
  {
    boost::mutex::scoped_lock
      lock(io_mutex);
    std::cout << id << ": " <<
      i << std::endl;
  }
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  boost::thread thrd1(
    boost::bind(&count, 1));
  boost::thread thrd2(
    boost::bind(&count, 2));
  thrd1.join();
  thrd2.join();
  return 0;
}

现在我明白Mutex的意思是防止两个线程同时访问同一个资源,但我没有看到io_mutex和std :: cout之间的相关性.这个代码是否只是锁定范围内的所有内容,直到范围完成为止？

Answer 1

现在我明白Mutex的意思是防止两个线程同时访问同一个资源,但我没有看到io_mutex和std :: cout之间的相关性.

std::cout是一个全局对象,因此您可以将其视为共享资源.如果从多个线程同时访问它,则必须以某种方式同步这些访问,以避免数据争用和未定义的行为.

通过考虑以下情况,您可能会更容易注意到并发访问:

std::cout << x

实际上相当于:

::operator << (std::cout, x)

这意味着您正在调用对该std::cout对象进行操作的函数,并且您正在同时从不同的线程执行此操作.std::cout必须以某种方式受到保护.但这并不是scoped_lock那里存在的唯一原因(继续阅读).

这个代码是否只是锁定范围内的所有内容,直到范围完成为止？

是的,它会锁定,io_mutex直到锁定对象本身超出范围(是典型的RAII包装器),这发生在for循环的每次迭代结束时.

为什么需要？好吧,虽然在C++ 11中,单个插入cout保证是线程安全的,但是当几个线程输出某些东西时,后续的单独插入可能会交错.

请记住,每次插入operator <<都是一个单独的函数调用,就像您正在执行的操作一样:

std::cout << id;
std::cout << ": ";
std::cout << i;
std::cout << endl;

operator <<返回流对象的事实允许您在单个表达式中链接上述函数调用(正如您在程序中所做的那样),但是您仍然拥有几个单独的函数调用这一事实.

现在看一下上面的代码片段,更明显的是这个范围锁的目的是确保表单中的每条消息:

<id> ": " <index> <endl>

获取打印时不将其部分与其他消息中的部分交错.

此外,在C++ 03(其中插入到cout被不保证是线程安全的),锁将保护cout对象本身被同时访问.

Answer 2

互斥锁与程序中的任何其他内容无关(条件变量除外),至少在更高级别.互斥锁有两个作用:它控制程序流,并防止多个线程同时执行相同的代码块.它还确保了内存同步.这里的重要问题是互斥体与资源无关,并且不会阻止两个线程同时访问同一资源.互斥锁定义代码的关键部分,一次只能由一个线程输入.如果在由相同互斥锁控制的关键部分中完成对特定资源的所有使用,则该资源将受到互斥锁的有效保护.但是这种关系是由编码人员确定的,确保所有使用确实发生在关键部分.