类成员函数的静态互斥锁：C++ 11

Question

参考RAII

我可以使用static mutex的critical section为：

#include <string>
#include <mutex>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <stdexcept>

void write_to_file (const std::string & message) {
    // mutex to protect file access
    static std::mutex mutex;

    // lock mutex before accessing file
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);

    // try to open file
    std::ofstream file("example.txt");
    if (!file.is_open())
        throw std::runtime_error("unable to open file");

    // write message to file
    file << message << std::endl;

    // file will be closed 1st when leaving scope (regardless of exception)
    // mutex will be unlocked 2nd (from lock destructor) when leaving
    // scope (regardless of exception)
}

如果对类成员函数使用相同的方法，例如：

class Test{
    public:
        void setI(int k)
        {
            static std::mutex mutex;
            std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
            i=k;
        }

    private:
        int i;    
};

上述方法的优缺点是什么？

使用以下方法是否更可取：

class Test
{
public:
    void setI(int k)
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
        i = k;
    }

private:
    int i;
    std::mutex mutex;
};

哪种方法保证线程安全更好？

Answer 1

参考文献 1

“在成员函数中声明的静态变量将在函数调用之间保持它们的值。所有实例中只有一个副本”

您的两种解决方案都是“有效的”，这实际上取决于您要完成的工作...

成员函数内的静态互斥变量

此解决方案为类的所有实例提供一个互斥锁。它将有效地提供线程安全，但如果您有许多对象分布在不同的线程中，则可能不是最佳的性能。互斥量也仅限于该单个函数，因此通常这会使实现不切实际。因此，静态私有变量通常更好。

类内的私有互斥变量

使用此解决方案，您可以为类的每个实例获得一个互斥锁。为您的类提供线程安全以便多个线程可以访问它是有效的。这通常是更优选的解决方案，因为它允许不同的线程同时访问不同的对象。但是，这不足以保护对类的静态成员的访问。

大多数情况下，您希望在类中拥有一个私有的非静态互斥锁。