原子类对象方法用法

Posted 2023-02-22

【中文标题】原子类对象方法用法

【英文标题】：Atomic class object methods usage

【发布时间】：2015-01-20 17:23:53

【问题描述】：

我想从两个线程原子地调用某个类的方法。 我有来自第三方库的非头部安全类，但需要像这样使用这个类：

主线程：

Foo foo;
foo.method1(); // while calling Foo::method1 object foo is locked for another threads

第二个线程：

foo.method2(); // wait while somewere calling another methods from foo

在这种情况下如何使用 std::atomic ？或者可能是另一种解决方案（排除在调用 foo 方法之前使用互斥锁和解锁）？

【参考方案1】：

您不能将std::atomic 与不可简单复制的用户定义类型一起使用，并且该标准仅为某些基本类型提供了一组有限的特化。 Here 你可以找到std::atomic 的所有标准专业列表。

您可能要考虑的一种方法是编写一个通用包装器，它允许您提供可调用对象，以便在包装对象上以线程安全的方式执行。 Herb Sutter 曾经在one of his talks 中提出过类似的内容：

template<typename T>
class synchronized

public:
    template<typename... Args>
    synchronized(Args&&... args) : _objstd::forward<Args>(args)...  

    template<typename F>
    void thread_safe_invoke(F&& f)
    
        std::lock_guard<std::mutex> lock_m;
        (std::forward<F>(f))(_obj);
    

    // ...

private:
    T _obj;
    std::mutex _m;
;

如果您只想以线程安全的方式调用单个函数，这会产生一些语法开销，但它也允许实现必须以原子方式执行的事务，并且可能包含对同步对象的多个函数调用。

你可以这样使用它：

int main()

    synchronized<std::string> s"Hello";

    s.thread_safe_invoke([&] (auto& s)
    
        std::cout << s.size() << " " << (s + s);
    );

如需更深入的分析和实施指导，您可以参考该主题的this article以及this one。

【参考方案2】：

在不同线程之间共享std::mutex。无论您在哪里使用foo，都可以使用std::unique_lock 包装调用

【讨论】：

另一种解决方案？使用互斥锁是可以的，但需要更多的代码行（每次调用 1-2 行）。

@Anton 你可以将Foo 包装在一个SynchronisedFoo 类中，如果冗长是一个普遍的问题，它会为它包装的每个方法锁定一个互斥锁。