C++线程与并发(Ice3.4.2)
概述
Ice服务器是多线程模型的。在涉及资源的访问和操作的时候将要考虑同步访问机制。
Ice线程库提供了一些与线程有关的抽象：
互斥体，递归互斥体，读写递归互斥体，监控器，一个线程抽象，允许开发者创建，控制，销毁线程。
1.互斥体（The Mutex Class）
1.1）互斥体的定义
IceUtil::Mutex类提供了简单的非递归互斥机制，其定义如下：
namespaceIceUtil {
enum MutexProtocol { PrioInherit, PrioNone };
class Mutex {
public:
Mutex();
Mutex(MutexProtocol p);
~Mutex();
void lock() const; /*lock 函数尝试获取互斥体。如果互斥体已经锁住，它就会挂起发出调用的线程（calling thread），直到互斥体变得可用为止*/
bool tryLock() const;/*trylock函数尝试获取互斥体。如果互斥体未被锁住则返回true,否则直接返回false*/
void unlock() const; /*尝试解除互斥体的加锁*/
typedef LockT<Mutex> Lock;
typedef TryLockT<Mutex>TryLock;
};
1.2）使用互斥类
假设有一个FileSystem类和write的函数如下：
#include<IceUtil/Mutex.h>
namespaceFilesystem {
class FileI : virtual public File,
virtual public Filesystem::NodeI {
public:
// ...
private:
Lines _lines;
IceUtil::Mutex _fileMutex; //互斥锁
};
// ...
}
void Filesystem::FileI::write(const Filesystem::Lines &text,const Ice::Current &)
{
_fileMutex.lock();
_lines = text;
//if(somecondition)return ;
_fileMutex.unlock();
}
然而这种加入互斥机制的方法并不好，例如对互斥体加锁了但在函数返回时并没有实现解锁操作，这种情况下就引发死锁情况。
因此我们建议使用Ice提供的两个助手类Lock和TryLock,如下：
voidSomeClass::someFunction(/* params here... */)
{
IceUtil::Mutex::Locklock(_mutex); // 对mutex对象加锁
// Lots of complexcode here...
if (someCondition) {
return; // No problem
}
//...
} // 此处调用Mutex类对象的析构函数，同时会解除互斥锁的加锁状态。
2.递归互斥体（The C++ RecMutex Class）
上面所介绍的互斥体是非递归性质的，也就是说他们不能被多次加锁，即使是已经拥有该所的线程也不行。这样会给一些情况带来不便
IceUtil::Mutex_mutex;
void f1()
{
IceUtil::Mutex::Lock lock(_mutex);
// ...
}
void f2()
{
IceUtil::Mutex::Locklock(_mutex);
f1(); // Deadlock!
// ...
}
为了解决这个问题，Ice同样也提供了递归互斥锁，如下示例：
#include <IceUtil/RecMutex.h>
IceUtil::RecMutex _mutex; // Recursive mutex
void f1()
{
IceUtil::RecMutex::Lock lock(_mutex); //如果该互斥体已被其他线程加锁，那么该线程将会被挂起
// ...
}
void f2()
{
IceUtil::RecMutex::Lock lock(_mutex);
f1(); // Fine
//...
}
3. 读写递归互斥体（The RWRecMutex Class）
由于递归互斥体无论是在读取还是写操作的情况下，都是将其并发线程访问序列化。但是读取资源的线程并不会修改所访问的内容；因此让多个读取线程并行拥有互斥体，而同一时刻只能有一个写入的线程获取互斥体。
下面是该读写互斥类的定义：
namespaceIceUtil {
class RWRecMutex {
public:
void readLock() const;
bool tryReadLock() const;
bool timedReadLock(const Time&) const;
void writeLock() const;
bool tryWriteLock() const;
bool timedWriteLock(const Time&) const;
void unlock() const;
void upgrade() const;
bool timedUpgrade(const Time&) const;
typedef RLockT<RWRecMutex>RLock;
typedefTryRLockT<RWRecMutex> TryRLock;
typedef WLockT<RWRecMutex>WLock;
typedefTryWLockT<RWRecMutex> TryWLock;
};
}
4.定时锁
读写锁提供了一些可使用超时的成员函数。等待的时间量是通过IceUtil::Time类的实例指定的。
5.监控器(The Monitor)
5.1 Monitor类定义
Monitor类在IceUtil::Monitor中定义，如下所示：
namespace IceUtil {
template <class T>
class Monitor {
public:
void lock() const;
void unlock() const;
bool tryLock() const;
void wait() const;
bool timedWait(constTime&) const; //这个函数挂起调用它的线程，直到指定的时间流逝.如果在超时之前唤醒被挂起的线程，
//这个调用就返回true；否则返回false。
void notify();
void notifyAll();
typedefLockT<Monitor<T> > Lock;
typedefTryLockT<Monitor<T> > TryLock;
};
}
Monitor类相对于互斥体来说，它提供的互斥机制更为灵活，因为他们允许线程检查某一条件，如果条件为假，就让自己休眠；而这线程会让其他某个改变了条件状态的线程唤醒。
关于如何使用该Monitor类，可以参考上一篇文章--C++线程与并发（二）。