Linux多线程开发（一）：用C++封装线程的互斥操作

学过操作系统的人，估计都知道互斥量是个何方神圣，我这里也就不再狗尾续貂再做解释了

好，先看Linux下关于互斥量的一些API（所谓封装，说白了也就是封装这些API，让这些API更简单好用罢了）

一、Linux下互斥量的使用

1、定义一个互斥量

pthread_mutex_t  myMutex;

2、初始化互斥量

pthread_mutex_init( &myMutex, 0);  //第2个参数是设置互斥量的属性，如果要使用默认值就设置成0

返回值：成功返回0 ，错误返回错误号

3、使用互斥量

pthread_mutex_lock(&myMutex);  //阻塞的方式加锁

pthread_mutex_trylock(&myMutex);  //非阻塞的方式加缩

pthread_mutex_unlock(&myMutex); //解锁

返回值：成功返回0，错误返回错误编号

4、销毁互斥量

pthread_mutex_destroy(&myMutex);

二、封装互斥量的方案一

class CMutex
{
  private:
  
  pthread_mutex_t  m_Mutex;

  public:

  CMutex()
  {
    int r = pthread_mutex_init(&m_Mutex,0);
    if(r != 0)
    {
    //错误处理
    }
  }

  ~CMutex()
  {
    int r = pthread_mutex_destroy(&m_Mutex);
    if(r != 0) 
    {
    //参数检查
    }
  }
  CStatus Lock()
  {
    int r = pthread_mutex_lock(&m_Mutex);
    ...
  }
  CStatus Unlock()
  {
    int r = pthread_mutex_unlock(&m_Mutex);
    ...
  }
};

使用方法是，

//为了方便操作，先把共享资源和互斥量绑在一个结构体中

struct Data
{
  int sharedSource; 
  CMutex mutex;
};

int main()
{
  ...
  struct Data data;  
  data.mutex.Lock();

  data.sharedSource++;

  data.mutex.Unlock();  
  ...
}

方案一的问题：

其实正常情况下，方案一是可以满足我们的需要的，但是当程序出错的时候，方案一就不能再胜任工作了，为什么？？？

考虑这样一种情况，

void test()
{
  throw 1;
}  //测试函数专门用来模拟程序出现异常

void func()
{

   try
   {
     struct Data data;  
     data.mutex.Lock();  //1
     
     test();             //2

     data.mutex.Unlock();//3

   }
   catch(int)
   {
     ....
   }
}

好了，分析上面的代码，在标志1处，我们给互斥量加锁，然后在标志2处，程序产生了一个异常,as we all know，在try 中产生异常后，程序会在异常代码处终止执行，然后直接跳转到catch块中进行错误处理。

问题来了，当标志2处产生异常后，标志3处代码就不能执行，换句话说，我们不能再进行解锁操作了..

可能有人说，“这好说，我们在catch块中直接再加上一行解锁代码，不就得了吗”，

恩，确实，但是如果我再告诉你，我们在互斥量加锁前（即标志//1之前）或在解锁后（//3 之后）出现了错误，你的解决方法就显得有点太不专业了

好废话半天，拒绝再卖关子，看看土豪们都是怎么封装互斥量吧

线程同步封装方案二：

class CEnterCriticalSection
{

   private:
   
   CMutex * m_pMutex;

   public:

   CEnterCriticalSection(CMutex * pMutex)
   {
     ....//参数检查

     m_pMutex = pMutex;

     CStatus s = m_pMutex->Lock();

     ...//返回值s 检查
   }

   ~CEnterCriticalSection()
   {
      CStatus s = m_pMutex->Unlock();
      ...//返回值s检查
   }
};

新版本的互斥量封装是两个类的组合 即 ： CMutex(提供互斥量的基本操作) + CEnterCriticalSection（提供互斥量的简单、安全操作）

这个版本的秒处就在于，我们在CEnterCriticalSection的析构函数中调用了互斥量的解锁函数，说起来可能比较晦涩，先看看新版的封装怎么处理

方案一中遇到的问题

void func()
{
   try
   {
     struct Data data;
     
     CEnterCriticalSection ecs(&(data.mutex));
     
     data->sharedSource++;
     test()
   }
   catch(..)
   {

   }
}

或者在其他环境我们可以使用 {  } 来确定加锁区域.eg:

void otherFunc()
{
  ...
  
  //使用{}来确定加锁区域
  {
     CEnterCriticalSection ecs(&(data.mutex));
     ....
  } //局部变量ecs 的生命周期在这里“}”结束，然后ecs调用自己的析够函数，并在析构函数中解锁，
  
  ...
}

分析：

方案二的优点是

1、不许要人为的调用解锁函数unlock

2、操作简单，只需要在加锁区域的开头创造一个局部对象，然后使用{  } 规定该局部变量的生存周期，也就规定了加锁区域的范围

好了，各位小伙伴，千里之行始于足下，赶快动手实验去吧！！！