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【C++】Mutex::AutoLock介绍_c++ autolock

c++ autolock

互斥类—Mutex
Mutex是互斥类,用于多线程访问同一个资源的时候,保证一次只有一个线程能访问该资源。在《Windows核心编程》一书中,对于这种互斥访问有一个很形象的比喻:想象你在飞机上如厕,这时卫生间的信息牌上显示“有人”,你必须等里面的人出来后才可进去。这就是互斥的含义。
下面来看Mutex的实现方式,它们都很简单。
(1)Mutex介绍
其代码如下所示:


```cpp
[-->Thread.h::Mutex的声明和实现]

inline Mutex::Mutex(int type, const char* name) {
    if (type == SHARED) {
       //type如果是SHARED,则表明这个Mutex支持跨进程的线程同步。
      //以后我们在Audio系统和Surface系统中会经常见到这种用法。
        pthread_mutexattr_t attr;
        pthread_mutexattr_init(&attr);
        pthread_mutexattr_setpshared(&attr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
        pthread_mutex_init(&mMutex, &attr);
        pthread_mutexattr_destroy(&attr);
    } else {
        pthread_mutex_init(&mMutex, NULL);
    }
}
inline Mutex::~Mutex() {
    pthread_mutex_destroy(&mMutex);
}
inline status_t Mutex::lock() {
    return -pthread_mutex_lock(&mMutex);
}
inline void Mutex::unlock() {
    pthread_mutex_unlock(&mMutex);
}
inline status_t Mutex::tryLock() {
    return -pthread_mutex_trylock(&mMutex);
}
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关于Mutex的使用,除了初始化外,最重要的是lock和unlock函数的使用,它们的用法如下:
要想独占卫生间,必须先调用Mutex的lock函数。这样,这个区域就被锁住了。如果这块区域之前已被别人锁住,lock函数则会等待,直到可以进入这块区域为止。系统保证一次只有一个线程能lock成功。
当你“方便”完毕,记得调用Mutex的unlock以释放互斥区域。这样,其他人的lock才可以成功返回。
另外,Mutex还提供了一个trylock函数,该函数只是尝试去锁住该区域,使用者需要根据trylock的返回值来判断是否成功锁住了该区域。
注意 以上这些内容都和Raw API有关,不了解它的读者可自行学习相关知识。在Android系统中,多线程也是常见和重要的编程手段,务必请大家重视。Mutex类确实比Raw API方便好用,不过还是稍显麻烦。

(2)AutoLock类是定义在Mutex内部的一个类,它其实是一帮“懒人”搞出来的,为什么这么说呢?先来看看使用Mutex有多麻烦:
显示调用Mutex的lock。
在某个时候记住要调用该Mutex的unlock。
以上这些操作都必须一一对应,否则会出现“死锁”!在有些代码中,如果判断分支特别多,你会发现unlock这句代码被写得比比皆是,如果稍有不慎,在某处就会忘了写它。有什么好办法能解决这个问题吗?终于有人想出来一个好办法,就是充分利用了C++的构造和析构函数,只需看一看AutoLock的定义就会明白。代码如下所示:

[-->Thread.h Mutex::Autolock声明和实现]   

class Autolock {
    public:
        //构造的时候调用lock。
        inline Autolock(Mutex& mutex) : mLock(mutex)  { mLock.lock(); }
        inline Autolock(Mutex* mutex) : mLock(*mutex) { mLock.lock(); }
        //析构的时候调用unlock。
        inline ~Autolock() { mLock.unlock(); }
    private:
        Mutex& mLock;
    };
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AutoLock的用法很简单:
先定义一个Mutex,如 Mutex xlock。
在使用xlock的地方,定义一个AutoLock,如 Mutex::Autolock autoLock(xlock)。
由于C++对象的构造和析构函数都是自动被调用的,所以在AutoLock的生命周期内,xlock的lock和unlock也就自动被调用了,这样就省去了重复书写unlock的麻烦,而且lock和unlock的调用肯定是一一对应的,这样就绝对不会出错。

当Autolock构造时,主动调用内部成员变量mLock的lock()方法,而在析构时正好相反,调用它的unlock()方法释放锁。这样的话,假如一个Autolock对象是局部变量,则在生命周期结束时就自动的把资源锁解了。举个AudioTrack中的例子,如下所示:

/*frameworks/av/media/libmedia/AudioTrack.cpp*/
 
uint32_t audio_track_cblk_t::framesAvailable()
 
{
 
    Mutex::Autolock  _l(lock);
 
    return framesAvailable_l();
 
}
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变量_l就是一个Autolock对象,它在构造时会主动调用audio_track_cblk_t 中的lock锁,而当framesAvailable()结束时,_l的生命周期也随之完结,于是lock所对应的锁也会被打开。这是一个实现上的小技巧,在某些情况下可以有效防止开发人员没有配套使用lock/unlock

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