C ++中的设计线程安全变量类

Question

我遇到一个常见问题（在此处以多种变体形式发布），该过程运行多个线程，每个线程都可以读取或写入一组公共变量（为简单起见，它是单个变量）。

每个变量都应防止并行写入，并允许并行读取。

我已经看到了几种解决方案，并决定专注于以下使用警卫的解决方案（在此链接中提到）

但是，我无法弄清楚以下原则：

1. MutexGuard类：不应将其实现为单例。 否则，每个线程将创建新的互斥锁，而不是等待单个公用互斥锁。

2. 如果MutexGuard类不是singleTon，则至少m_Mutex应该是静态的，以便它将在此类的所有实例之间共享。

3. 为什么将function1和function2定义为静态。 这样，就可以在没有实例上下文的情况下调用它（类仅是名称空间），并且m_SharedVar的值可能会丢失。

4. 有什么简单的方法可以修改多读取器/单写入器锁的实现？ 在这种情况下，我应该只更改互斥锁类型吗？

    class MutexGuard { MutexType & m_Mutex; public: inline MutexGuard(MutexType & mutex) : m_Mutex(mutex) { m_Mutex.lock(); }; inline ~MutexGuard() { m_Mutex.unlock(); }; } class TestClass { MutexType m_Mutex; double m_SharedVar; public: TestClass() : m_SharedVar(4.0) { } static void Function1() { MutexGuard scopedLock(m_Mutex); //lock the mutex m_SharedVar+= 2345; //mutex automatically unlocked } static void Function2() { MutexGuard scopedLock(m_Mutex); //lock the mutex m_SharedVar*= 234; throw std::runtime_error("Mutex automatically unlocked"); } } 

Answer 1

我认为这里的问题是TestClass 。 正如@TonyD正确地指出，实施MutexGuard应该不会被绑定到独居，除非是明确必要的。 MutexGuard的目的是自动为调用者执行给定互斥lock()和unlock() 。 因此， MutexGuard的调用者不必显式地lock()或unlock() 。

现在， TestClass有责任保护互斥体不被多重访问。 通常，如果每个函数都锁定与该类实例共享的互斥锁，则将自动保护使用TestClass函数的所有辅助线程。 同样，它是特定于实现的。 所有实例可以有一个静态互斥量，也可以有针对不同共享资源的多个互斥量等。

现在谈到你的问题

有什么简单的方法可以修改多读取器/单写入器锁的实现？ 在这种情况下，我应该只更改互斥锁类型吗？

您将必须理解，多个读者/一次写入是一个神话。 它不保证并行性。 这仅意味着，根据需要，锁定/解锁会更​​快。 即，除非有人写日期，否则多个读者可以读取数据（假设值未更改）。 在这种情况下，您可能需要实现称为reader-writer锁的功能。

我的教授总是把mutex锁称为胖锁 。 它实际上并不能区分读/写，并且始终具有恒定的锁定时间，无论您打算在共享资源上进行什么工作。

有关更多信息，请参阅此 stackoverflow帖子。 或者，您也可以使用现成的BOOST读写器锁。