线程安全单个变量

Question

我理解线程安全的概念。 我正在寻求在尝试保护单个变量时简化线程安全性的建议。

说我有一个变量：

double aPass;

我想保护这个变量，所以我创建了一个互斥锁：

pthread_mutex_t aPass_lock;

现在有两种很好的方法可以让我想到这样做，但它们都有令人讨厌的缺点。 第一个是创建一个线程安全类来保存变量：

class aPass {
    public:
        aPass() {
            pthread_mutex_init(&aPass_lock, NULL);
            aPass_ = 0;
        }

        void get(double & setMe) {
            pthread_mutex_lock(aPass_lock);
            setMe = aPass_
            pthread_mutex_unlock(aPass_lock);
        }

        void set(const double setThis) {
            pthread_mutex_lock(aPass_lock);
            aPass_ = setThis;
            pthread_mutex_unlock(aPass_lock);
        }
    private:
        double aPass_;
        pthread_mutex_t aPass_lock;
};

现在这将保持aPass完全安全，没有任何错误，永远不会碰它，是的！ 然而，看看所有混乱，并想象访问它时的混乱。 毛。

另一种方法是让它们都可访问，并确保在使用aPass之前锁定互斥锁。

pthread_mutex_lock(aPass_lock);
   do something with aPass
pthread_mutex_unlock(aPass_lock);

但是，如果有一个新人参与该项目，如果你忘记一次锁定该怎么办呢。 我不喜欢调试线程问题他们很难。

是否有一个很好的方法（使用pthreads，因为我必须使用QNX，它几乎没有提升支持）要锁定单个变量而不需要大类，那么只需创建一个互斥锁就可以更安全吗？

Answer 1

std::atomic<double> aPass;

只要你有C ++ 11。

Answer 2

为了详细说明我的解决方案，它将是这样的。

template <typename ThreadSafeDataType>
class ThreadSafeData{
   //....
private:
   ThreadSafeDataType data;
   mutex mut;
};

class apass:public ThreadSafeData<int>

此外，为了使其独特，最好使所有操作员和成员保持静态。 为此，您需要使用CRTP即

template <typename ThreadSafeDataType,class DerivedDataClass>
class ThreadSafeData{
//....
};
class apass:public ThreadSafeData<int,apass>

Answer 3

您可以轻松地创建自己的类来锁定构造上的互斥锁，并在销毁时将其解锁。 这样，无论发生什么，即使抛出异常，或者采取任何路径，都会在返回时释放互斥锁。

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");
        }

}

变量m_SharedVar确保了Function1()和Function2()之间的互斥，并且在返回时将始终解锁。

boost已经构建了类型来完成此任务：boost :: scoped_locked，boost :: lock_guard。

Answer 4

您可以创建一个类，作为变量的通用包装器，同步对它的访问。

为作业添加运算符重载，您就完成了。

Answer 5

考虑使用RAII idiom ，下面的代码只是想法，它没有经过测试：

template<typename T, typename U>
struct APassHelper : boost::noncoypable
{
  APassHelper(T&v) : v_(v) { 
    pthread_mutex_lock(mutex_);
  }
  ~APassHelper() {
    pthread_mutex_unlock(mutex_);
  }
  UpdateAPass(T t){
    v_ = t;
  }
private:
  T& v_;
  U& mutex_;
};

double aPass;
int baPass_lock;
APassHelper<aPass,aPass_lock) temp;
temp.UpdateAPass(10);

Answer 6

您可以使用运算符而不是get / set来修改aPass类：

class aPass {
public:
    aPass() {
        pthread_mutex_init(&aPass_lock, NULL);
        aPass_ = 0;
    }

    operator double () const {
        double setMe;
        pthread_mutex_lock(aPass_lock);
        setMe = aPass_;
        pthread_mutex_unlock(aPass_lock);
        return setMe;
    }

    aPass& operator = (double setThis) {
        pthread_mutex_lock(aPass_lock);
        aPass_ = setThis;
        pthread_mutex_unlock(aPass_lock);
        return *this;
    }
private:
    double aPass_;
    pthread_mutex_t aPass_lock;
};

用法：

aPass a;
a = 0.5;
double b = a;

这当然可以模仿支持其他类型。 但请注意，在这种情况下，互斥量过大。 通常，在保护小数据类型的负载和存储时，内存屏障就足够了。 如果可能，您应该使用C ++ 11 std::atomic<double> 。