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C++ folly库解读(三)Synchronized —— 比std::lock_guard/std::unique_lock更易用、功能更强大的同步机制

作者:互联网

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folly/Synchronized.h 提供了一种更简单、更不容易出错的同步机制,可以用来替代传统 C++标准库中使用较复杂、较容易出错的同步机制。

传统同步方案的缺点

一般是将需要同步的数据和锁一一配对,即 —— associate mutexes with data, not code :

class RequestHandler {
  ...
  std::mutex requestMutex_;
  RequestQueue requestQueue_;

  processRequest(const Request& request);
};

void RequestHandler::processRequest(const Request& request) {
  std::lock_guard<std::mutex> lg(requestMutex_);
  requestQueue_.push_back(request);
}

然而,操作这些数据成员,开发人员必须注意,正确的获取锁、获取正确的锁。

一些常见的错误包括:

一般在使用时,需要提醒开发人员:“别忘了 xxxx”,那一般都会出错,比如 new 的对象别忘了 delete : )

folly/Synchronized.h 简单使用

上面的代码可以用 folly/Synchronized.h 重写为:

class RequestHandler {
  folly::Synchronized<RequestQueue> requestQueue_;

  processRequest(const Request& request);
};

void RequestHandler::processRequest(const Request& request) {
  requestQueue_.wlock()->push_back(request);
}

为什么 folly/Synchronized.h 更加有效呢?

如果在临界区有多个操作,那么可以使用如下方法:

{
      auto lockedQueue = requestQueue_.wlock();
      lockedQueue->push_back(request1);
      lockedQueue->push_back(request2);
}

wlock 返回一个 LockedPtr 对象,这个对象可以被理解为指向数据成员的指针。只有这个对象存在,那么锁就会被锁住,所以最好为这个对象显示定义一个 scope.

更好的方式,是使用 lambdas :

void RequestHandler::processRequest(const Request& request) {
      requestQueue_.withWLock([&](auto& queue "&") {
        // withWLock() automatically holds the lock for the
        // duration of this lambda function
        queue.push_back(request);
      });
}

使用 withWLock 配合 lambdas 强制定义了一个 scope,更清晰。

Synchronized的模板参数

Synchronized 有两个模板参数,数据类型和锁类型:

template <class T, class Mutex = SharedMutex>

如果不指定第二个模板参数,默认是 folly::SharedMutex。只要被 folly::LockTraits 支持的都可以使用,比如 std::mutex、std::recursive_mutex、std::timed_mutex,。std::recursive_timed_mutex、folly::SharedMutex、folly::RWSpinLock、folly::SpinLock.

根据锁类型的不同,Synchronized 会提供不同的 API:

withLock()/withRLock()/withWLock() —— 更易用的加锁方式

withLock()在上面提到过了,可以用来替代 lock()。在持有锁的期间,执行一个 lambda 或者 function. withRLock()/withWLock()同理可以替代 rlock()/wlock().

我们再详细说一下这种方式的好处。下面的函数将 vector 里的所有元素都 double:

auto locked = vec.lock();
for (int& n : *locked) {
    n *= 2;
}

使用 lock()/wlock()/rlock()的一个重要注意事项:一个指向数据的指针或者引用,它的生命周期一定不要比 LockedPtr 对象长(lock()/wlock()/rlock()的返回值类型)。 如果我们将上面的例子这样写就会出问题:

// No. NO. NO!
for (int& n : *vec.wlock()) {
      n *= 2;
}

vec.wlock()返回的 LockPtr 对象在 range iterators 建立后就销毁了(详细解释见 Range-based for loop Temporary range expression 小节),range iterators 指向了 vector data,但此时锁已经被释放。想想如果要 debug 这种问题,会用多少时间

标签:std,Synchronized,lock,folly,wlock,auto
来源: https://www.cnblogs.com/zhangyachen/p/14900963.html