在類中正確使用互斥鎖，lock_guard和unique_lock

Question

我正在嘗試更好地理解與類一起使用時的std::mutex ， std::lock_guard ， std::unique_lock 。

對於初學者，我有點了解lock_guard和unique_lock之間的區別：我知道lock_guard僅在構造上鎖定互斥鎖，這是在類成員函數中使用它的首選用法：

class Foo {
    std::mutex myMutex;

public:
    void someFunc() {
        std::lock_guard<std::mutex> guard( myMutex );

        // code
    }
};

像上面一樣，具有類成員myMutex的lock_guard將在函數Foo::someFunc()的作用域的開始處鎖定，然后在代碼離開作用域之后由於lock_guard和mutex的析構函數而被解鎖。

我也知道unique_lock允許您多次鎖定和解鎖互斥鎖。

我的問題是關於一個課堂設計的地方。 如果我希望互斥鎖被鎖定在該類的構造函數中，那么在constructor超出范圍時不要使其解鎖，而是在調用該類的析構函數時使其解鎖...

class Foo {
    std::mutex myMutex;
public:
    Foo() {
        // lock mutex here;
    }

    ~Foo() {
        // unlock mutex here;
    }
};

可以實現以上目標嗎？ 如果可以，怎么辦？

在上面的最后一個示例中，我不確定的是：如果在類的構造函數中使用了lock_guard； 在構造函數離開作用域之后，或者當類的對象超出作用域時調用類的析構函數時，它將超出作用域嗎？ 我想嘗試模仿所示第二個示例的預期行為。

Answer 1

發布此問題后：我做了一些研究，並做了一些試驗和錯誤。 因此，我選擇了不同的實現和解決方案。

最終我沒有使用最初的建議，而是使用了std::shared_mutex和std:shared_lock 。

因此，在類的標題中，我沒有保存或存儲任何mutex 。 現在在我班的cpp文件中。 我正在使用靜態全局shared_mutex

所以我的課現在看起來像這樣：

Foo.cpp

#include "Foo.h"

#include <mutex>

std::mutex g_mutex;

Foo::Foo() {
    // code not locked

    {   // scope of guard
        std::lock_guard<std::mutex> lock( g_mutex );
        // code to lock
    } // end scope destroy guard unlock mutex

    // other class code
}

Foo::someFunc() {
    // Code to lock
    std::lock_guard<std::mutex> lock( g_mutex );
}

我發現了為什么它對我來說無法正常工作。 在我的類的構造函數中，它是從其父類或基類中調用一個函數。 然后，父類或基類正在調用該類的靜態成員，而該類的靜態成員函數也在同一互斥鎖上使用lock_guard。

我發現問題后； 我有兩個選擇。 我可以使用2個獨立的互斥體，一個專門用於構造函數，一個專門用於靜態方法。 經過一番思考，如果我使用2，我算好了，而且我阻塞了整個構造函數，直到類實例被銷毀為止，當前的鎖和互斥才不會超出范圍。 但是，類的壽命幾乎是應用程序的整個壽命。 然后，如果我在static方法中使用了另一個互斥鎖和鎖保護，那么將另一個lock_guard包裹在現有的那個上將是多余的。 因此，我得出的結論是，我需要為需要被互斥鎖阻止的代碼創建一個有范圍的塊{ } ，以便可以在本節超出范圍后將其解鎖，然后構造函數可以自由調用static方法，並且可以重用與現在免費的相同的互斥量。 該類現在可以正常工作，並且在不應該發生的情況下不會崩潰也不會引發異常。